เราอธิบายว่าผลิตภัณฑ์คืออะไรในวิชาเคมี กระบวนการได้มาซึ่งผลิตภัณฑ์ และวิธีการคำนวณผลผลิตของปฏิกิริยา
ผลิตภัณฑ์ในวิชาเคมีคืออะไร?
ใน เคมี และกิ่งก้านของมันเรียกว่าผลิตภัณฑ์ สาร ที่ได้รับหลังจากเกิดปฏิกิริยาเคมี
ใน ปฏิกิริยาเคมี สารสองชนิดขึ้นไป (อย่างง่ายหรือสารประกอบ) เกี่ยวข้องเรียกว่า สารตั้งต้น หรือ รีเอเจนต์และมีส่วนทำให้เกิดปฏิกิริยาของอะตอมหรือวัสดุโมเลกุลที่จะเปลี่ยนแปลงหรือดัดแปลงระหว่างปฏิกิริยา
เมื่อ การเชื่อมโยงทางเคมี ของรีเอเจนต์และสร้างหรือบริโภคโควตาที่แน่นอนของ พลังงาน เมื่อเกิดปฏิกิริยาขึ้น เราจะมีผลิตภัณฑ์ตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไป
ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากรีเอเจนต์บางชนิดจะขึ้นอยู่กับสภาวะที่เกิดปฏิกิริยาเคมีและธรรมชาติของรีเอเจนต์โดยตรง สภาวะต่างๆ เช่น อุณหภูมิ หรือการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยา (สารอื่นๆ ที่ส่งผลต่อความเร็วของปฏิกิริยา) เป็นปัจจัยชี้ขาดใน สภาพอากาศ ต้องใช้เพื่อสร้างปฏิกิริยา
อย่างไรก็ตาม โดยไม่คำนึงถึงปฏิกิริยาเคมีที่พิจารณาและเงื่อนไขที่เกิดขึ้น ปริมาณของ วัตถุ และต้องอนุรักษ์พลังงาน นั่นคือ ปริมาณของสารตั้งต้น (อะตอม, โมเลกุล, ไอออน) ปฏิกิริยาที่ทำปฏิกิริยาต้องเท่ากับปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น และพลังงานที่เกี่ยวข้องที่จุดเริ่มต้นของปฏิกิริยาจะต้องเท่ากับพลังงานที่เกี่ยวข้องในตอนท้ายของปฏิกิริยา ไม่ว่าพลังงานนี้จะถูกใช้หรือปล่อยในขั้นปฏิกิริยาใดๆ .
สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าในระหว่างปฏิกิริยาเคมี ปริมาณของสสารและพลังงานในสารตั้งต้นไม่ได้ถูกสร้างหรือทำลายเพื่อให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ แต่จะแปลงเป็นพวกมันเท่านั้น
ผลผลิตของปฏิกิริยา
ในทำนองเดียวกัน ปริมาณ (ของจริง) ของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นมักจะไม่เหมือนกับที่พิจารณาในทางทฤษฎี เนื่องจากสิ่งนี้ได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติเฉพาะ เช่น ความบริสุทธิ์ของรีเอเจนต์หรือปฏิกิริยาทุติยภูมิที่เกิดขึ้น ตลอดจนสภาพแวดล้อมใน เกิดปฏิกิริยา เช่น อุณหภูมิ และ ความชื้น.
ปริมาณของผลิตภัณฑ์จริง (ที่ได้จากการใช้งานจริงและไม่ได้เป็นผลมาจากการคำนวณทางทฤษฎี) น้อยกว่าทางทฤษฎี เนื่องจากเนื่องจากเหตุผลข้างต้น ผลิตภัณฑ์อาจสูญหายได้ในขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ภายหลังปฏิกิริยา ในปฏิกิริยาทุติยภูมิที่ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ เข้าไปแทรกแซงหรือระเหยหากระเหยได้
ปริมาณสูงสุดของผลิตภัณฑ์ที่สามารถรับได้ระหว่างปฏิกิริยาเคมีเรียกว่าผลผลิตทางทฤษฎี ในการคำนวณผลผลิตทางทฤษฎี จำเป็นต้องทราบรีเอเจนต์จำกัดในปฏิกิริยา (รีเอเจนต์ที่หมดก่อนระหว่างปฏิกิริยา)
ปริมาณของผลิตภัณฑ์จริงที่ได้จากปฏิกิริยาเคมีเรียกว่าเปอร์เซ็นต์ผลผลิต
ในตัวอย่างต่อไปนี้ เราจะมาดูวิธีการคำนวณผลผลิตทางทฤษฎีและเปอร์เซ็นต์ผลผลิตของปฏิกิริยาเคมี ซึ่งจะต้องระบุรีเอเจนต์จำกัด
สมมติว่าเรามีปฏิกิริยาต่อไปนี้โดยที่อะลูมิเนียม 2.80 กรัมทำปฏิกิริยากับไดคลอร์ 4.25 กรัม:
มีความแตกต่างกัน วิธีการ เพื่อระบุรีเอเจนต์จำกัดและเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องชี้แจงว่ารีเอเจนต์จำกัดไม่จำเป็นต้องเป็นรีเอเจนต์ที่ มวล ต้องเริ่มปฏิกิริยา เราจะอธิบายสองวิธีเหล่านี้:
วิธีที่ 1 ประกอบด้วยการคำนวณจำนวน ไฝ สารตั้งต้นที่ใช้มวลจริงและมวลโมลาร์ (ความชั่วร้าย) Y เอ็ม (Cl2) ในกรณีนี้) ของแต่ละรีเอเจนต์ จากนั้นคำนวณอัตราส่วนโมลาร์จริง (ผลหารระหว่างปริมาณของสาร (โมล)) ระหว่างสารตั้งต้นคือโดยใช้มวลเริ่มต้น อัตราส่วนโมลาร์จริงนี้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับอัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ของสารตั้งต้นในสมการที่สมดุล (คำนวณโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์)
จะเห็นได้ว่าอัตราส่วนที่แท้จริงนั้นมากกว่าอัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ ดังนั้นอะลูมิเนียม (ซึ่งมีจำนวนโมลอยู่ในตัวเศษของผลหาร) เกิน และไดคลอร์เป็นรีเอเจนต์จำกัด
วิธีที่ 2 ในวิธีนี้ เราใช้คำจำกัดความของโมลปฏิกิริยา จะได้โมลของปฏิกิริยาเมื่อสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของสมการเคมีที่สมดุลหรือที่ปรับแก้ทำปฏิกิริยา ในปฏิกิริยาที่เรากำลังวิเคราะห์ ได้ปฏิกิริยา 1 โมลเมื่ออะลูมิเนียม 2 โมลทำปฏิกิริยากับไดคลอร์ 3 โมล เพื่อสร้าง AlCl3 2 โมล ซึ่งสามารถแสดงได้ในสมการต่อไปนี้
ด้วยวิธีนี้ ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นหลายครั้งตามจำนวนโมลของปฏิกิริยาที่มีมากขึ้น รีเอเจนต์ที่มีโมลปฏิกิริยาน้อยที่สุดคือปัจจัยจำกัด เนื่องจากรีเอเจนต์นี้ ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้น้อยลง
โดยใช้โมลของปฏิกิริยาและโมลของรีเอเจนต์ รีเอเจนต์จำกัดสามารถระบุได้ดังนี้:
ตามวิธีนี้ Cl2 ยังเป็นรีเอเจนต์จำกัด เพราะมันสร้างโมลปฏิกิริยาน้อยลง
เมื่อเราทราบว่าไดคลอร์เป็นรีเอเจนต์จำกัด เราสามารถคำนวณผลผลิตทางทฤษฎีได้ดังนี้:
จากนั้น เราแปลงโมลจากผลผลิตทางทฤษฎีเป็นกรัม โดยใช้มวลโมลาร์ของ AlCl3 (เอ็ม (AlCl3)) แล้วคำนวณเปอร์เซ็นต์ผลตอบแทน:
สุดท้ายจะคำนวณเปอร์เซ็นต์หรือผลผลิตที่แท้จริงของปฏิกิริยาเคมี:
และสำหรับตัวอย่างที่เรากำลังวิเคราะห์ก็คือ: