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In der Chemie ist die theoretische Ausbeute die maximale Produktmenge, die aus einer chemischen Reaktion resultiert. Tatsächlich sind die meisten Reaktionen nicht ideal, dh die praktische Ausbeute des Produkts ist immer geringer als theoretisch. Um die Reaktionseffizienz zu berechnen, ist es notwendig, den Prozentsatz der Produktausbeute durch die Formel zu ermitteln: Ausbeute (%) = (praktische Ausbeute / theoretische Ausbeute) × 100. Wenn die prozentuale Ausbeute 90% beträgt, bedeutet dies, dass die Reaktion zu 90% wirksam ist und 10% der Reagenzien verschwendet wurden (sie reagierten nicht oder verbanden sich nicht).

Aufgaben für die Ausbeute des Reaktionsproduktes

Beispiel 1. Wie viele Gramm Wasserstoff sind erforderlich, um bei der Reaktion mit 100,0 g Kohlenstoff Benzol, C 6 H 6, herzustellen? Berechnen Sie Reaktionsproduktausbeute?

Zunächst werden wir die vollständige Gleichung für die Bildungsreaktion aufstellen6H6 von C und H2:

Fertig Für diejenigen, die vergessen haben, erinnere ich Sie daran, dass die Substanzen auf der linken Seite der chemischen Gleichung genannt werden Reagenzienund auf der rechten Seite - produkte. In unserem Fall sind die Reagenzien Kohlenstoff C und Wasserstoff H und Benzol C6H6 ist ein Reaktionsprodukt. Bestimmen Sie die Anzahl der Mol Kohlenstoff, die reagieren. Unter der Annahme des Problems sind 100 g Kohlenstoff an der Reaktion beteiligt, und aus dem Periodensystem wissen wir, dass die Masse eines Mols Kohlenstoff 12,011 g / mol beträgt. Um die Molzahl in 100 g Kohlenstoff zu ermitteln, sollten Sie daher:

  • 100,0 g Kohlenstoff / 12,011 g / mol = 8,326 Mol Kohlenstoff

Sehen Sie sich die vollständige Reaktionsgleichung noch einmal an und achten Sie dabei auf die Koeffizienten vor C und H2. Es ist leicht zu erkennen, dass die Anzahl der Mol Wasserstoff in der Reaktion halb so hoch ist wie die Anzahl der Mol Kohlenstoff. Daher teilen wir 8,326 durch 2 und erhalten 4,163 Mol H2dass wir die Reaktion durchführen müssen. Berechnen Sie nun die Masse von 4,163 Mol H2:

  • 4,163 mol × 2,016 g / mol = 8,393 g Wasserstoff

Wir finden die Molmasse von Benzol C6H6:

  • (6 × 12,011 g / mol) + (6 × 1,008 g / mol) = 78,11 g / mol

Aus der Reaktionsgleichung folgt, dass die Molzahl von Benzol 6-mal geringer ist als die von Kohlenstoff, d. H. 8,326 / 6 = 1,388 Mol C6H6. Daher ist die gebildete Benzolmasse gleich:

  • 1,388 mol × 78,11 g / mol = 108,4 g Benzol

Sie können die Richtigkeit unserer Berechnungen überprüfen, indem Sie die resultierende Masse der Reagenzien hinzufügen: 100,0 g Kohlenstoff + 8,4 g Wasserstoff = 108,4 g Benzol. Das Gesetz der Massenerhaltung wird eingehalten, also haben wir gerechnet Menge des Reaktionsproduktes richtig.

Beispiel 2. Um Silbersulfid Ag zu erhalten2S, Chemiker, gab 10,00 g Silber und 1,00 g Schwefel. Wie viele Gramm Ag2S kann während der Reaktion erhalten werden? Welches der Ausgangsmaterialien wird in welcher Menge im Überschuss verbleiben?

Wir stellen die vollständige Reaktionsgleichung auf und schreiben unter Verwendung der Molmassen die entsprechenden Massen der Reaktanten und des Produkts:

Als nächstes bestimmen wir die erforderliche Menge an S für die Reaktion mit 10,00 g Ag. Dazu berechnen wir zunächst, wie viel Schwefel mit 1 g Silber reagiert:

  • 32,06 g S / 215,7 g Ag = 0,1486 g S

Nun berechnen wir, wie viel S mit 10 g Ag reagiert:

  • 0,1486 g S × 10,00 g Ag = 1,486 g S

Der Chemiker gab uns jedoch nur 1,00 g Schwefel, was bedeutet, dass nicht alles verfügbare Silber reagiert. Dann versuchen wir, die Aufgabe von der anderen Seite zu lösen: Wir können sagen, dass die Menge an Silber, die für eine vollständige Reaktion mit 1,00 g Schwefel benötigt wird, gleich sein sollte:

  • (215,7 g Ag / 32,06 g S) × 1,00 g S = 6,73 g Ag

Da die Umsetzung mit 1 g S nur 6,73 g Ag erfordert2Wenn 10 g verfügbar sind, bleiben 3,27 g Ag nicht umgesetzt. Jetzt können Sie die Frage beantworten, wie viel Ag2S entsteht als Ergebnis:

  • (247,8 g Ag2S / 32,06 g S) × 1,00 g S = 7,73 g Ag2S

Sie haben wahrscheinlich bemerkt, dass das Problem nicht standardgemäß gelöst wurde, wie in Beispiel 1. Zur Lösung dieses Beispiels haben wir verwendet Gewichtsverhältnis Methode. Mit ihm können Sie solche Probleme schnell lösen, aber es ist leichter, verwirrt zu werden, wenn Sie sich Ihrer Handlungen nicht ganz sicher sind.

Betrachten Sie nun die Lösung dieses Problems mit der üblichen Methode, die auf der Verwendung von Maulwürfen basiert:

Ermitteln Sie zunächst die Anzahl der verfügbaren Mol Ag und S:

  • 10,00 g / 107,9 g / mol = 0,0927 Mol Ag, enthalten in 10,00 g
  • 1,00 g / 32,06 g / mol = 0,0312 mol S enthält 1,00 g

Gut Da die Reaktionsgleichung besagt, dass 2 Mol Ag von 1 Mol S verbraucht werden, multiplizieren wir 0,0312 × 2 und erhalten 0,0624 Mol Ag, und 0,0303 Mol Ag bleiben ungenutzt. Somit sollten 0,0312 Mol Schwefel mit 0,0624 Mol Silber reagieren, um 0,0312 Mol Ag zu bilden2S. Rechne diese Maulwürfe erneut in Gramm um:

  • 0,0303 Mol Ag × 107,9 g / Mol = 3,27 g Ag im Überschuss
  • 0,0312 Mol Ag2S × 247,8 g / mol = 7,73 g Ag2 S wird gebildet

Die Antwort ist die gleiche wie bei der Methode der Gewichtsverhältnisse. Maulwurf Methode mühsam, aber zuverlässiger. Ich rate Ihnen, die Mol-Methode anzuwenden, bis Sie die chemischen Berechnungen vollständig beherrschen.

Ich hoffe ab Lektion 14 "Die Ausbeute des Reaktionsproduktes»Sie haben selbst gelernt, wie einfach Berechnen Sie die Reaktionsausbeute. Wenn Sie Fragen haben, schreiben Sie diese in die Kommentare.

Unterrichtspräsentation

Achtung! Die Folienvorschau wird nur zu Informationszwecken verwendet und gibt möglicherweise keinen Überblick über alle Präsentationsfunktionen. Wenn Sie an dieser Arbeit interessiert sind, laden Sie bitte die Vollversion herunter.

Wenn die Schüler lernen, Designprobleme in der Chemie zu lösen, stehen die Lehrer vor einer Reihe von Problemen

  • Wenn die Schüler ein Problem lösen, verstehen sie die Essenz der Aufgaben und den Verlauf ihrer Lösung nicht.
  • Analysieren Sie nicht den Inhalt der Aufgabe,
  • Bestimmen Sie nicht die Reihenfolge der Aktionen
  • Missbrauch der chemischen Sprache, mathematischer Operationen und der Bezeichnung physikalischer Größen usw.,

Die Überwindung dieser Mängel ist eines der Hauptziele, die sich der Lehrer selbst setzt, um zu lernen, wie man Computerprobleme löst.

Die Aufgabe des Lehrers besteht darin, den Schülern beizubringen, die Bedingungen der Aufgaben zu analysieren, indem ein logisches Schema zur Lösung eines bestimmten Problems erstellt wird. Das Erstellen eines logischen Diagramms des Problems vermeidet viele Fehler, die die Schüler machen.

Lernziele:

  • die Bildung der Fähigkeit, den Zustand des Problems zu analysieren,
  • die Bildung der Fähigkeit, die Art des Berechnungsproblems zu bestimmen, das Verfahren zu seiner Lösung,
  • Entwicklung von kognitiven, intellektuellen und kreativen Fähigkeiten.

Lernziele:

  • Beherrschung der Methoden zur Lösung chemischer Probleme unter Verwendung des Konzepts „Massenanteil der Ausbeute des Reaktionsprodukts aus der Theorie“,
  • Fähigkeiten zur Lösung von Designproblemen zu entwickeln,
  • Erleichterung der Assimilation von Material im Zusammenhang mit Produktionsprozessen,
  • vertiefte Auseinandersetzung mit theoretischen Fragen und Interesse an der Lösung kreativer Probleme.

Wir bestimmen die Ursache und das Wesen der Situation, die in den Aufgaben „Das Produkt aus der Theorie gewinnen“ beschrieben sind.

Bei realen chemischen Reaktionen ist die Masse des Produkts immer geringer als berechnet. Warum?

  • Viele chemische Reaktionen sind reversibel und erreichen nicht das Ende.
  • Bei der Wechselwirkung organischer Substanzen entstehen häufig Nebenprodukte.
  • Bei heterogenen Reaktionen mischen sich die Substanzen schlecht und einige der Substanzen reagieren einfach nicht.
  • Ein Teil der gasförmigen Substanzen kann entweichen.
  • Nach Erhalt der Fällung kann ein Teil des Stoffes in Lösung bleiben.

Fazit:

  • theoretische Masse ist immer praktischer,
  • Das theoretische Volumen ist immer größer als das praktische Volumen.

Die theoretische Ausbeute beträgt 100%, die praktische Ausbeute liegt immer unter 100%.

Die durch die Reaktionsgleichung berechnete Produktmenge, theoretische Ausbeute, entspricht 100%.

Der Anteil der Ausbeute des Reaktionsprodukts (- "etta")- Dies ist das Verhältnis der Masse der erhaltenen Substanz zur Masse, die gemäß der Berechnung gemäß der Reaktionsgleichung hätte erhalten werden müssen.

Drei Arten von Aufgaben mit dem Konzept der "Produktausbeute":

1. Die Massen sind gegeben Ausgangsmaterial und Reaktionsprodukt. Bestimmen Sie die Ausbeute des Produkts.

2. Die Massen sind gegeben Ausgangsmaterial und verlassen Reaktionsprodukt. Bestimmen Sie die Masse des Produkts.

3. Die Massen sind gegeben Produkt und verlassen Produkt. Bestimmen Sie die Masse des Ausgangsmaterials.

Aufgaben

1. Beim Verbrennen von Eisen in einem Gefäß mit 21,3 g Chlor wurden 24,3 g Eisen (III) chlorid erhalten. Berechnen Sie die Ausbeute des Reaktionsprodukts.

2. Über 16 g Schwefel wurde unter Erwärmen Wasserstoff geleitet. Bestimmen Sie das Volumen (n. O.) Des erhaltenen Schwefelwasserstoffs, wenn die Ausbeute des Reaktionsprodukts 85% der theoretisch möglichen beträgt.

3. Wie viel Kohlenstoff (II) oxid wurde zur Reduktion von Eisen (III) oxid verwendet, wenn 11,2 g Eisen in 80% der theoretisch möglichen Ausbeute erhalten wurden.

Jede Aufgabe besteht aus einer Kombination von Daten (bekannte Substanzen) - den Bedingungen des Problems („Output“ usw.) - und der Frage (Substanzen, deren Parameter gefunden werden sollen). Darüber hinaus verfügt es über ein System von Abhängigkeiten, die das Gewünschte mit den Daten und Daten untereinander verbinden.

Analyseziele:

1) Identifizieren Sie alle Daten

2) die Beziehung zwischen Daten und Bedingungen identifizieren,

3) Identifizieren Sie die Beziehung zwischen den Daten und dem gesuchten.

1. Über welche Substanzen sprechen wir?

2. Welche Veränderungen sind bei Stoffen aufgetreten?

3. Welche Mengen sind in der Problembeschreibung angegeben?

4. Welche praktischen oder theoretischen Daten werden in der Problemstellung genannt?

5. Welche der Daten können durch Reaktionsgleichungen direkt für Berechnungen verwendet werden und welche müssen mit dem Massenanteil des Outputs umgerechnet werden?

Algorithmen zur Lösung von Problemen dreier Art:

Bestimmung der Produktausbeute in% von theoretisch möglich.

1. Schreiben Sie die chemische Reaktionsgleichung auf und ordnen Sie die Koeffizienten an.

2. Schreiben Sie unter die Formeln der Substanzen die Menge der Substanz gemäß den Koeffizienten.

3. Fast erhaltene Masse ist bekannt.

4. Bestimmen Sie die theoretische Masse.

5. Bestimmen Sie die Ausbeute des Reaktionsprodukts (%), indem Sie die praktische Masse mit der theoretischen Masse in Beziehung setzen und mit 100% multiplizieren.

6. Notieren Sie die Antwort.

Berechnung der Masse des Reaktionsproduktes bei bekannter Produktausbeute.

1. Schreiben Sie "gegeben" und "finden" auf, schreiben Sie die Gleichung auf, ordnen Sie die Koeffizienten an.

2. Ermitteln Sie die theoretische Substanzmenge für die Ausgangsstoffe. n =

3. Bestimmen Sie die theoretische Menge der Substanz des Reaktionsprodukts anhand der Koeffizienten.

4. Berechnen Sie die theoretische Masse oder das theoretische Volumen des Reaktionsprodukts.

5. Berechnen Sie die praktische Masse oder das Volumen des Reaktionsprodukts (multiplizieren Sie die theoretische Masse oder das theoretische Volumen mit dem Ausbeuteanteil).

Berechnung der Masse des Ausgangsmaterials, wenn die Masse des Reaktionsprodukts und die Ausbeute des Produkts bekannt sind.

1. Ermitteln Sie anhand des bekannten praktischen Volumens oder der Masse das theoretische Volumen oder die theoretische Masse (unter Verwendung des Produktertragsanteils).

2. Ermitteln Sie die theoretische Substanzmenge für das Produkt.

3. Bestimmen Sie die theoretische Substanzmenge für die Ausgangssubstanz anhand der Koeffizienten.

4. Bestimmen Sie anhand der theoretischen Menge der Substanz die Masse oder das Volumen der Ausgangsmaterialien in der Reaktion.

1. Für die Oxidation von Schwefeloxid (IV) wurden 112 l (Nr.) Sauerstoff entnommen und 760 g Schwefeloxid (VI) erhalten. Wie hoch ist die theoretisch mögliche Ausbeute des Produkts?

2. Die Wechselwirkung von Stickstoff und Wasserstoff ergab 95 g Ammoniak NH3 mit einer Ausbeute von 35%. Welche Mengen Stickstoff und Wasserstoff wurden für die Reaktion verwendet?

3. 64,8 g Zinkoxid wurden durch überschüssigen Kohlenstoff reduziert. Bestimmen Sie die Masse des gebildeten Metalls, wenn die Ausbeute des Reaktionsprodukts 65% beträgt.

Sehen Sie sich das Video an: Deutsch lernen mit Dialogen #14 Schweiz Land beschreiben Jahreszeiten (Juli 2020).

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