Проведем теоретический импровизированный эксперимент. Сейчас в технике активно развивается тема автомобилей, работающих на воде (водороде). Для получения любого конечного продукта необходимы расчеты и практические исследования. Проведем такие расчеты и исследования.
Предположим, вы изучаете реакцию сжигания водорода и кислорода, которая используется в данных автомобилях. В реактор вы загружаете определённое количество (пусть 200 моль) водорода и кислорода (пусть 100 моль).
Можно заметить, для реакции образования воды эти количества являются стехиометрическими, а полученная смесь реагентов в этом случае (применимо для кислорода и водорода) – гремучей смесью газов.
Тогда, согласно уравнению реакции, мы должны получить 200 моль воды, ведь так?
Но на практике часто выходит иначе: количество полученного продукта реакции практически всегда меньше теоретически рассчитанного. Эта разница может быть незначительной, а может достигать большого значения.
Характеристика химической реакции, определяющая полноту ее протекания, то есть практическое достижение продуктами теоретических значений называется выходом продукта реакции.
Выход продукта реакции – отношение массы (объема, количества вещества) практически полученного продукта реакции к массе (объему, количества вещества), теоретически вычисленной по уравнению химической реакции:
Предположим, в нашем импровизированном эксперименте мы получили не 200 моль воды, а всего 180 моль. Таким образом, мы недополучили 20 моль воды, а выход в этом случае составит 180/200=0,9 или 90%.
Пример №1: Песок массой 1,5 кг сплавили с избытком гидроксида натрия и получили 2,5 силиката натрия. Определите выход продукта реакции, если массовая доля диоксида кремния в песке составляет 90%.
Для закрепления материала, попробуйте решить и светить с ответом следующие задачи:
Задача №1. При восстановлении 48 г оксида железа (III) избытком угарного газа (оксида углерода (II)) было получено 28,56 г железа. Определите выход продукта реакции в процентах к теоретическому. (ответ - 0,85 или 85%)
Задача №2. Какая масса аммиачной селитры может быть получена из 2,24 кубических метра (при н.у.) аммиака и необходимого количества азотной кислоты, если выход продукта реакции составляет 95 %. (ответ - 7600 г или 7,6 кг)
Задача №3. Какую массу ZnS требуется подвергнуть оюжигу, для того чтобы получить 4,48 кубических метра (при н.у.) оксида серы (IV), если выход продукта реакции составляет 90% (ответ - 21555,34 г или приблизительно 21,56 кг.)