Хімія 10 клас

РОЗДІЛ 2 НЕМЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ

ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ VA ГРУПИ

§ 34. Обчислення виходу продукту

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

формулювати означення поняття «вихід продукту»; висловлювати судження про його значення для оцінки ефективності виробництва;

- розв’язувати задачі означеного типу.

Ви уже знаєте, як проводити розрахунки за хімічними рівняннями, якщо один з реагентів узято в надлишку, і як здійснювати розрахунки, якщо вихідні речовини містять домішки.

Вихід продукту є важливим показником ефективності виробничого процесу. Зокрема, на його основі роблять висновок про повноту використання сировини. Річ у тому, що в реальних умовах через оборотність багатьох реакцій і виробничі втрати вихід продукту завжди менший від того, який мав би утворитися згідно з рівнянням реакції (за законом збереження маси речовин). Отже, вихід продукту — це відношення реальної маси (об’єму чи кількості речовини) продукту (практичний вихід) до теоретично можливої, обчисленої за рівнянням реакції (теоретичний вихід); виражається у відсотках ( %) або частках одиниці.

Позначимо вихід продукту грецькою літерою П (вимовляється «ета»), т1(практ.) — фактично добута маса продукту, m2(теор.) — розрахована теоретично можлива маса того самого продукту.

Далі міркуємо так. Оскільки маса речовини пропорційна кількості речовини, то:

У всіх випадках знаходимо одне й те саме значення шуканої величини. Наприклад, якщо в реакції синтезу амоніаку

його вихід становить 75 % (ɳ = 75 %), то це означає, що з 1 моль, або 28 г, або 22,4 л (н.у.) азоту одержимо не 2 моль, або 34 г, або 44,8 л амоніаку (теоретичний вихід), а практично:

Розглянемо декілька прикладів задач.

 Задача 1. Обчислити вихід амоніаку, якщо відомо, що після взаємодії азоту об’ємом 2,24 л (н.у.) із воднем утворився амоніак об’ємом 4,0 л.

Р о з в ’ я з а н н я

1.  Обчислимо об’єм амоніаку, який можна одержати з 2,24 л азоту.

Для цього проведемо розрахунки за рівнянням реакції:

N2 + 3H2 = 2NH3

За законом об’ємних відношень і рівнянням реакції Vтеор (NH3) = 2 • 2,24 л = 4,48 л 2. Обчислюємо вихід амоніаку. за формулою:

В і д п о в і д ь. Вихід амоніаку становить 0,89, або 89 %.

Р о з в ’ я з а н н я 1. Складаємо рівняння реакції N2 + 3H2 = 2NH3 За законом об’ємних відношень і рівнянням реакції знаходимо об’єм амоніаку, який можна одержати теоретично:

Vтеор(NH3) = 2 • 0,68 л = 1,36 л

2. Знаходимо об’єм амоніаку, який утворився фактично. Використаємо для цього формулу:

Задача 2. 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 %.

В і д п о в і д ь. Можна одержати амоніак об’ємом 0,58 л (фактично утворюється 0,58 л амоніаку).

Отже, щоб обчислити вихід продукту від теоретично можливого, обчислюємо відношення між масами, об’ємами чи кількостями речовин, розрахованих за рівнянням реакції, і масами, об’ємами чи кількостями речовин, одержаних фактично. З цією метою можна скористатися формулами, наведеними в тексті.