NexTutor
Wirtualne laboratorium/Chemia/Stechiometria/Wydajność reakcji — teoria kontra praktyka

Wydajność reakcji — teoria kontra praktyka

Porównaj masę produktu uzyskaną w praktyce z teoretyczną. Wydajność η=m_rzecz/m_teor·100% niemal zawsze jest niższa od 100% — przez reakcje uboczne i straty.

Chemia · Stechiometria · Wydajność reakcji (CHE.STE.PP.05)
Masa rzeczywiście uzyskana mrzeczm_{\text{rzecz}} (masa teoretyczna mteor=10,0 gm_{\text{teor}} = 10{,}0\ \mathrm{g})8.5 g
Wydajność rzeczywistej reakcji chemicznej zwykle jest:
masa teor.
10.0 g
masa uzysk.
8.5 g
strata
1.5 g
wydajność η
85.0 %

Co się właśnie stało?

Ze stechiometrii wyliczasz, ile produktu powinno powstać — to masa teoretyczna. W praktyce zbierasz mniej, bo część substratu nie przereaguje lub zniknie w reakcjach ubocznych. Stosunek tych mas to wydajność.

Wydajność reakcji:

η=mrzeczmteor100%\eta = \dfrac{m_{\text{rzecz}}}{m_{\text{teor}}}\cdot 100\%

mrzeczm_{\text{rzecz}} to masa produktu rzeczywiście uzyskana, a mteorm_{\text{teor}} to masa obliczona ze stechiometrii (zakładając 100% przereagowania). Ponieważ mrzeczmteorm_{\text{rzecz}} \le m_{\text{teor}}, zawsze η100%\eta \le 100\%.

Co to znaczy w praktyce?

Znając wydajność i masę teoretyczną, przewidzisz realny uzysk — albo z uzysku odtworzysz wydajność:

mrzecz=ηmteormteor=mrzeczηm_{\text{rzecz}} = \eta\cdot m_{\text{teor}} \qquad m_{\text{teor}} = \dfrac{m_{\text{rzecz}}}{\eta}

Skąd biorą się straty?

Reakcje uboczne (powstają inne produkty), niepełna reakcja (równowaga, za krótki czas), a także straty mechaniczne przy sączeniu, przemywaniu i suszeniu osadu. Każde z nich obniża mrzeczm_{\text{rzecz}}, a więc i η\eta.

Po co Ci to na maturze:

Zadania „ile faktycznie otrzymasz" to stechiometria + jedno mnożenie przez η. Chwyt: policz masę teoretyczną z równania reakcji, a potem pomnóż przez wydajność podaną w procentach.

Zapamiętaj: wydajność to uzysk podzielony przez teorię razy 100% — i nigdy nie przekracza 100% (η = m_rzecz/m_teor · 100% ≤ 100%).

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Najczęstsze pytania

Dlaczego wydajność jest poniżej 100%?

Z powodu reakcji ubocznych, niepełnego przereagowania i strat podczas wydzielania produktu.

Jak liczyć wydajność?

η = (masa rzeczywista / masa teoretyczna) · 100%.

Czy wydajność może być 100%?

W praktyce rzadko; to wartość idealna zakładająca całkowite przereagowanie bez strat.