Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Beräknar teoretisk procentandel av ett element
- Beräkna procentutbyte i en reaktion
Varje kemisk förening innehåller en kombination av atomer, och ett sätt att förstå teoretisk procent är att jämföra den med procenten av ett visst element i en förening. Denna procentandel är inte baserad på antalet atomer utan på den totala massan av elementet i förhållande till massan av föreningen.
Ett annat sätt att förstå teoretiska procent är i en kemisk reaktion. Vid varje reaktion måste den totala molära massan för varje element involverat i reaktionen bevaras. Du kan beräkna massan för varje produkt så länge du känner till de kemiska formlerna för alla reaktanter och produkter. Detta är det teoretiska utbytet för den produkten. Den faktiska avkastningen är nästan alltid mindre av flera orsaker. Förhållandet mellan faktiskt och teoretiskt utbyte ger dig en mängd som kallas procent avkastning.
TL; DR (för lång; läste inte)
För att beräkna den teoretiska procentandelen av ett element i en förening, dela den molära massan för elementet med massan av föreningen och multiplicera med 100. I en kemisk reaktion är procentens utbyte av en produkt dess verkliga utbyte dividerat med dess teoretiska utbyte och multipliceras med 100.
Beräknar teoretisk procentandel av ett element
För att beräkna den teoretiska procenten för varje element i en förening måste du känna till den kemiska formeln för föreningen. Genom att veta detta kan du beräkna massan på föreningen genom att leta upp atommassorna i vart och ett av elementen och lägga till dem tillsammans. Om ett element har ett abonnemang som följer dess symbol multiplicerar du massan för det elementet med abonnemanget innan du gör summeringen. När du väl vet föreningens massa beräknar du den teoretiska procenten för varje element genom att dela atomens massa för det elementet - multiplicerat med subskriptet som följer det i formeln - med massan av föreningen och multiplicera med 100.
Exempel: Vilken är den teoretiska procentandelen kol i metan (CH4)?
Hitta massorna i det periodiska systemet. Atommassan för en mol kol (C) är 12,01 g, och vätgas (H) är 1,01 g, avrundning till två platser.
Summa massorna av kol och väte. Kom ihåg att multiplicera vätgasmassan med 4 eftersom det finns fyra väteatomer i molekylen, indikerade med subskriptet. Detta ger en massa på 16,05 g för metanmolekylen.
Dela massan med kol med metan och multiplicera med 100.
(12.01 ÷ 16.05) × 100 = 74.83%
Observera att trots att metan innehåller fyra väteatomer och endast en kolatom utgör kol tre fjärdedelar av föreningen.
Beräkna procentutbyte i en reaktion
Du beräknar det teoretiska utbytet för en viss produkt i en reaktion utifrån den balanserade ekvationen för reaktionen och du bestämmer det verkliga utbytet genom experiment. Det finns inget sätt att förutsäga den faktiska avkastningen - du måste mäta den. Den procentuella avkastningen är den faktiska avkastningen dividerad med den teoretiska avkastningen multiplicerad med 100.
Exempel: Kalciumkarbonat (CaCO3) upplöses i vatten för att producera kalciumbikarbonat (CaO) och koldioxid (CO2). Om 16 g CaCO3 ger 7,54 g CaO, vad är procentuellt utbyte av CaO?
Den balanserade ekvationen för reaktionen är: CaCO3 -> CaO + CO2.
Dela upp den uppmätta massan av kalciumkarbonat (16 g) med den molära massan av föreningen (100 g) för att få 16 ÷ 100 = 0,16 mol.
Enligt ekvationen en mol CaCO3 producerar en mol CaO, så 0,16 mol CaCO3 producerar 0,16 mol CaO. Den molära massan av CaO är 56 g, så 0,16 mol av föreningen = 56 g x 0,16 = 8,96 g.
I detta experiment utvanns endast 7,54 g CaO, så det procentuella utbytet är:
(7.54 ÷ 8.96) × 100 = 84.15%