Відносний вихід продукту реакції

Здійснення будь-якого технологічного процесу неможливе без певних втрат речовин. Багато реакцій, які здійснюють на хімічних заводах є оборотними. Тому досягти повного перетворення вихідних речовин на цільові продукти не вдається. Крім того, іноді одночасно із основною реакцією відбувається інша (побічна) і частина реагентів витрачається на утворення сторонніх речовин. Таким чином продукту реакції завжди утворюється менше, ніж розраховано за хімічним рівнянням.

Величину, яка характеризує повноту перебігу хімічної реакції або ступінь перетворення речовини на іншу називають відносним виходом продукту реакції. Цю величину позначають грецькою літерою

η

(ета) і обчислюють за формулами:

η (A) = \frac{ν_{практ .} (A)}{ν_{теор .} (A)} \cdot 100 %

;

η (A) = \frac{m_{практ .} (A)}{m_{теор .} (A)} \cdot 100 %

;

а якщо в результаті реакції утворюється газ, використовують формулу:

η (A) = \frac{V_{практ .} (A)}{V_{теор .} (A)} \cdot 100 %

де

ν_{практ .}, m_{практ .}, V_{практ .}

— добуті кількість речовини, маса чи об'єм речовини \(А\);

ν_{теор .}, m_{теор .}, V_{теор .}

— кількість речовини, маса або об'єм речовини \(А\), обчислені за хімічним рівнянням.

Приклад:

Із натрій гідроксиду масою 140 г в результаті реакції з сульфатною кислотою отримали 198,8 г натрій сульфату. Визнач відносний вихід продукту реакції.

Розв'язок:

1. Рівняння реакції:

2 NaOH + H_{2} S O_{4} = {Na}_{2} S O_{4} + {2 H}_{2} O

2. Обчислимо молярні маси натрій гідроксиду та натрій сульфату:

M (NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40

г/моль;

M ({Na}_{2} S O_{4}) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 142

г/моль.

3. Обчислюємо масу натрій сульфату, який має утворитися із 140 г натрій гідроксиду, за відсутності втрат:

{2 NaOH}_{2 \cdot 40 г / моль}^{140 г} + H_{2} S O_{4} = \underset{142 г / моль}{\overset{x г}{{Na}_{2} S O_{4}}} + {2 H}_{2} O

;

m ({Na}_{2} S O_{4}) = \frac{140 \cdot 142}{2 \cdot 40} = 248,5

г.

4. Розраховуємо відносний вихід продукту реакції:

η ({Na}_{2} S O_{4}) = \frac{m_{практ .} ({Na}_{2} S O_{4})}{m_{теор .} ({Na}_{2} S O_{4})} \cdot 100 % = \frac{198,8}{248,5} \cdot 100 = 80

Відповідь:

η ({Na}_{2} S O_{4}) = 80 %

Приклад:

Обчисли об'єм водню, який виділиться в результаті дії на цинк масою 162,5 г достатньої кількості розчину сульфатної кислоти, якщо відносний вихід реакції 60 %.

1. Рівняння реакції взаємодії цинку з сульфатною кислотою: