Блок 4. Методы познания в химии. Химия и жизнь
4.3. Расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций
4.3.8. Расчеты массовой или объемной доли выхода продукта реакции от теоретически возможного
Количественную оценку выхода продукта реакции от теоретически возможного выражают в долях единицы или в процентах и рассчитывают по формулам:
 = mпракт/mтеорет;
= mпракт/mтеорет*100 %,
где (этта) - массовая доля выхода продукта реакции от теоретически возможного;
 = Vпракт/Vтеорет;
= Vпракт/Vтеорет * 100 %,
где (фи) - объемная доля выхода продукта реакции от теоретически возможного.
Пример 1. При восстановлении водородом оксида меди (II) массой 96 г получена медь массой 56,4 г. Сколько это составит от теоретически возможного выхода?
Решение:
1.Записываем уравнение химической реакции:
CuO + H2 = Cu + Н2О
1 моль 1 моль
2. Вычисляем химическое количество оксида меди (II):
М(СuО) = 80г/моль,
n(CuO) = 96/80 = 1,2 (моль).
3. Вычисляем теоретический выход меди: исходя из уравнения реакции, n(Cu) = n(CuO) = 1,2 моль,
m(Сu) = 1,2 • 64 = 76,8 (г),
т. к. М(Сu) = 64 г/моль
4. Вычисляем массовую долю выхода меди по сравнению с теоретически возможным: = 56.4/76.8= 0,73 или 73 %
Ответ: 73 %
Пример 2.Сколько йода может быть получено при действии хлора на йодид калия массой 132,8 кг, если потери в производстве составляют 4 %?
Решение:
1.Записываем уравнение реакции:
2KI + Cl2 = 2KCl + I2
2кмоль 1 кмоль
2. Вычисляем химическое количество йодида калия:
М(КI) = 166 кг/кмоль,
n(КI) = 132.8/166= 0,8 (кмоль).
2. Определяем теоретический выход йода: исходя из уравнения реакции,
n(I2)= 1/2 n(KI) = 0,4 моль,
М(I2)= 254 кг/кмоль.
Откуда, m(I2) = 0,4 * 254 = 101,6 (кг).
3. Определяем массовую долю практического выхода йода:
= (100 - 4) = 96 % или 0,96
4. Определяем массу йода, практически полученного:
m(I2) = 101,6 * 0,96 = 97,54 (кг).
Ответ: 97,54 кг йода
Пример 3. При сжигании 33,6 дм3 аммиака получен азот объемом 15 дм3. Вычислите объемную долю выхода азота в % от теоретически возможного.
Решение:
1. Записываем уравнение реакции:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
4 моль 2 моль
2. Вычисляем теоретический выход азота: согласно закону Гей –Люссака
при сжигании 4 дм3 аммиака получается 2 дм3 азота, а
при сжигании 33,6 дм3 получается х дм3 азота
х = 33.6*2/4 = 16,8 (дм3).
3. Вычисляем объемную долю выхода азота от теоретически возможного:
= 15/16.8=0,89 или 89 %
Ответ: 89 %
Пример 4. Какая масса аммиака необходима для получения 5 т азотной кислоты с массовой долей кислоты 60 %, считая, что потери аммиака в производстве составляют 2,8 %?
Решение:
1. Записываем уравнения реакций, лежащих в основе производства азотной кислоты:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
2NO + O2 = 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
2. Исходя из уравнений реакций видим, что из 4 моль аммиака получается
4 моль азотной кислоты. Получаем схему:
NH3 HNO3
1 тмоль 1тмоль
3.Вычисляем массу и химическое количество азотной кислоты, которая необходима для получения 5 т раствора с массовой долей кислоты 60 %:
m(в-ва) = m(р-ра) * w(в-ва),
m(HNO3) = 5 * 0,6 = 3 (т),
4. Вычисляем химическое количество кислоты:
n(HNO3) = 3/63 = 0,048 (тмоль),
т. к. М(HNO3) = 63 г/моль.
5. Исходя из составленной схемы:
n(NH3) = 0,048 тмоль,
а m (NH3) = 0,048 • 17 = 0,82 (т),
т. к. М(NH3) = 17 г/моль.
Но такое количество аммиака должно вступить в реакцию, если не учитывать потери аммиака в производстве.
6. Вычисляем массу аммиака с учетом потерь: примем массу аммиака, участвующего в реакции - 0,82 т - за 97,2 %,
т. к. 100 % – 2,8 % = 97,2 %. Тогда для реакции необходимо взять соответственно 0, 84 т.
Ответ: 0,84 т аммиака. |
Меню сайта
Категории раздела
Вход
Поиск
Друзья сайта
Наш опрос
Статистика
