Задачі. Відносний вихід продукту реакції

11 клас

РОЗРАХУНКОВІ ЗАДАЧІ.

ОБЧИСЛЕННЯ  ЗА ХІМІЧНИМ РІВНЯННЯМ, ПОВЯЗАНІ З МАСОВОЮ (ОБЄМНОЮ) ЧАСТКОЮ ВИХОДУ ПРОДУКТУ РЕАКЦІЇ

Розрахунки за хімічними рівняннями справедливі, якщо в реакцію вступають абсолютно чисті речовини та їх взаємодія протікає без втрат. Однак реальна кількість продукту не відповідає розрахованій: вона завжди менша. Розрізняють практичний і теоретичний  вихід продукту.

Практичний вихід – це маса, або об’єм продукту, який отримують в процесі виробництва або лабораторних дослідженнях.

Теоретичний вихід – це маса, або об’єм продукту, який можна було б отримати згідно з розрахунками за рівнянням хімічних реакцій.

Відношення маси практичного виходу до маси теоретичного виходу називається масовою часткою виходу продукту

Вихід продукту обчислюється за формулами:

ω =                                100% - масова частка виходу

φ =                                 100% - об’ємна частка виходу

вихід продукту може бути виражений в частках одиниці або відсотках.

У розрахункових задачах з хімії потрібно або  врахувати  практичний вихід продукту реакції, або знайти його.

АЛГОРИТМ РОЗВ ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Уважно читаємо умову задачі і записуємо Дано та що потрібно знайти.

2. Записуємо рівняння реакції та не забуваємо про коефіцієнти.

3. Вносимо у рівняння, ті значення величин, що у нас дано в умові задачі. Над речовиною значення величини котрої потрібно знайти ставимо - х. (над формулами),

4. Обов'язково буде речовина, для якої  дано масу (або об'єм) та все ж треба буде знайти ще раз масу (або об'єм). Це тому, що нам потрібно знайти теоретичну величину, а в умові задачі завжди дана практична величина (маса, об'єм, чи навіть кількість речовини).

5. Наше подальше завдання знайти величину х, тому на даному етапі ми практичну величину (поки-що) не враховуємо.

6. Щоб скласти пропорцію виконуємо ті ж дії, що і в інших типах задач - шукаємо величини, що можна поставити під формулами у рівнянні

6.1. Якщо в задачі дано маси речовин - знаходимо їх молярні маси і переводимо в звичайні маси, враховуючи коефіцієнти

Наприклад,   n(H2O) = m(H2O)/ М(H2O),

звідси m(H2O) = n(H2O) * М(H2O)

2. Теж саме виконуємо, якщо дано об'єм  - переводимо молярний об'єм в звичайний об'єм

Наприклад,    n(H2O) = V(H2O)/ Vm(H2O)

звідси V(H2O) = n(H2O) * Vm(H2O)

n - це коефіцієнт, що стоїть перед формулою у рівнянні реакції. (кількість речовини)

7. Складаємо пропорцію і обраховуємо значення х.

8. Увага, задача ще не розв'язана - ми знайшли лише теоретичну величину. Тепер потрібно знайти вихід продукту за формулою

Приклади задач

1.Обчисліть об’єм амоніаку(н.у.), який можна одержати з азоту об’ємом 0,68 л і достатньої кількості водню, якщо вихід амоніаку становить 43 %.

2. Розрахувати масу негашеного вапна (кальцій оксид, що утвориться в результаті випалювання 1200г кальцій карбонату, якщо вихід продукту дорівнює 75%

Дано:                                                       розв’язання:

m (СаСО₃)= 1200г                   записуємо рівняння реакції:

ω =75% = 0,75                                1200г    хг

Знайти:                                      СаСО₃ = СаО +СО₂

m (СаО) = ?                         1 моль    1 моль

100г/моль       56 г/моль

100г              56г                 х= 672г

Знайдена маса – теоретична, тобто це маса, кальцій оксиду, яку б можна було добути за умови 100% виходу продукту реакції. Розраховують практичну масу кальцій оксиду:

m_прак (СаО) = 0,75 * 672 = 504г

Відповідь: маса негашеного вапна, яку можна добути, 504г.

Задачі для самостійного розв’язку:

1. Аміак масою 34 кг пропустили через розчин сульфатної кислоти. Масова частка виходу амоній сульфату дорівнює 90%. Обчислити масу добутого амоній сульфату.                        (118,8кг)
2. При нагріванні калій нітрату масою 30,3гзібрали 3л кисню. Обчисліть обємну частку  виходу.              (89,2%)
3. З азоту масою 56кг було синтезовано аміак масою 48 кг. Знайдіть масову частку виходу аміаку від теоретично можливого.
4. У результаті  розчинення у сульфатній кислоті цинку масою 1,3 г добули водень об’ємом 0,4л (н.у.). обчисліть вихід водню.
5. Яку масу сульфур (УІ) оксиду можна добути із 32г сульфур (ІУ) оксиду, якщо вихід реакції становить 95%.
6. Який об’єм аміаку можна синтезувати з азоту  масою 112 кг, якщо об’ємна частка виходу аміаку становить90% від теоретичного.
7. Визначити вихід ферум (ІІ) сульфіду, якщо із заліза масою 150г в реакції з сіркою добули ферум (ІІ) сульфід масою 120г.
8. Яку масу сірки спалили, якщо добуто 762 кг сульфур (ІУ) оксиду, а масова частка виходу становить 80%.
9. Який об’єм водню витратиться  на добування аміаку масою 70г, що становить 78% від теоретичного.
10. Унаслідок взаємодії натрій нітрату із сульфатною кислотою одержали 2,7 г нітратної кислоти, що становить 90% від теоретично можливого. Скільки натрій нітрату вступило в реакцію.
11. Яку масу сірководню спалили, якщо об’єм добутого сірчистого газу 13,44л (н.у.). вихід газу становить 80%