uabooks.top

E téma tananyaga segít nektek:

megismerni a reakciótermék relatív hozamának fogalmát;

kiszámítani vagy alkalmazni a reakciótermék relatív hozamát.

A reakciótermék relatív hozama. A kémiai folyamatok gyakran járnak veszteségekkel. A technológiai folyamatokban veszteségek már akkor keletkeznek, amikor a nyersanyagot szállítják, aprít ják, oldják, betöltik a berendezésbe. A vegyi üzemekben végzett számos reakció reverzibilis. A megfordít ható folyamatoknál nincs teljes átalakulás, máskor a párhuzamosan lejátszódó mellékreakciók miatt képződő melléktermékekkel kell számolni. Ha a termelés több szakaszból áll, az anyagok elvesztése is nő, hiszen veszteségként jelentkezik a berendezés falán megtapadó, illetve elillanó anyag is. Az elkerülhetet len veszteségek következtében a reakciótermékek tömege (térfogata vagy anyagmennyisége) kisebb, mint amire a reakcióegyenlet szerinti számításokból következtetni lehet.

A kémiai reakció lefolyásának teljességét vagy egy anyag átalakulásának mértékét jellemzi a reakcióter-mék relatív hozama, vagy - mivel technológiai folyamatokról beszélünk - a kémiai folyamat termelési százaléka. Ezt az értéket a tj (eta) görög betűvel jelölik és az alábbi képlet alapján számítják ki:

ha a reakció eredményeképpen gáz keletkezik, akkor alkalmazhatunk térfogat-arányosságokat:

ahol Ti_gyak, /Ti_gyak., F_gyak - a ténylegesen kinyert anyag mennyisége, tömege vagy térfogata; n_elm, TTi_eIm., F_eim. - az elméletileg várt (a reakcióegyenlet alapján kiszámolható) anyag mennyisége, tömege vagy térfogata kémiai egyenlet alapján van kiszámítva. A megfelelő számításokhoz olyan reagenst választunk, amely kölcsönhatás esetén teljesen elhasználódik és A anyaggá válik.

Feladatok megoldása. Az alábbiakban különböző algoritmusokat mutatunk be, hogyan oldják meg a feladatokat egy reakció termelési százalékának (relatív termékhozamának) kiszámításához, és hogyan használják ezt az értéket a kémiai számításokban.

1. FELADAT. 46,8 g nátrium-kloridból elegendő mennyiségű tömény kénsavval végzett reakció eredményeként 21,9 g hidrogén-kloridot állítottak elő. Határozzátok meg a folyamat termelési százalékát

2. Kiszámítjuk a hidrogén-klorid mennyiségét, amely 46,8 g NaCl-ból keletkezik (veszteségek nélkül).

A reakcióegyenlet alapján 2 mól NaCl-ból 2 mol HCl keletkezik, vagyis az anyag-mennyiségek egyenlők:

3. Kiszámítjuk a ténylegesen előállított hid-rogén-klorid anyagmennyiségét:

4. A képlet alapján kiszámítjuk a folyama termelési százalékát:

2. módszer

1. Felírjuk a reakcióegyenletet, rendezzük:

2. Kiszámítjuk a hidrogén-klorid tömegét, amely 46,8 g NaCl-ból keletkezik (veszteségek nélkül).

A vegyületek fölött és alatt jelöljük a tömegek arányait:

A reakció során

3. A képlet alapján kiszámítjuk a folyamat termelési százalékát:

2 FELADAT. Számítsátok Idahktogengaz térfogatát, amely a megfelelő meny-nyiségű nitrogéngázzal alkotott keverékben található, ha az anyagok közötti reakció eredményeként 5,6 nf ammónia keletkezik, ha a folyamat termékhozama (termelési százaléka) 20%.

2. Meghatározzuk a reakcióba lépő hidrogéngáz térfogatát, felhasználva a gázok térfogatarányainak törvényét.

A reakcióegyenlet alapján: minden 3 m³ H₂ gázból 2 m³ NH₃, keletkezik,

3. Határozzuk meg a kiinduló keverékben található hidrogén térfogatát.

Mivel a relatív hozam 20%, ez azt jelenti, hogy a hidrogénnek is csak 20 %-a reagált. Ebből:

Számos technológiai folyamat több szakaszban történik így például, ha a kénsavgyártás kiinduló alapanyaga pint (FeS₂), akkor a három stádiumban a következő reakcióegyenletek játszódnak le:

Minden egyes szakaszban egy kéntartalmú vegyidet egy másik kénvegyületté alakul, amit a következő séma szemléltet (figyelembe véve az elem megfelelő anyagmennyiségeit):

Ha ismerjük a pirít kezdeti tömegét, szükség van a kénsav relatív hozamának kiszámítására, a három egyenletből álló egymást követő számítások helyett az elméleti mennyiség kiszámításánál a

sztöchiometrikus¹ (ará

nyossági) sémát használjuk.

ÖSSZEFOGLALÁS

A kémiai reakció lefolyásának teljességét, egy anyag átalakulásának mértékét a reakciótermék relatív hozama jellemzi. Ez a ténylegesen kinyert és az elméletileg várt anyag mennyiségének aránya százalékban kifejezve.

A relatív termékhozam kiszámításához vagy alkalmazásához szükséges feladatokat a megfelelő kémiai egyenletek használatával oldjuk meg.

81. 400 g kalcium-bromidból sztöchiometrikus mennyiségű klórgázzal való kölcsönhatásnál 280 g bróm keletkezik. Milyen a relatív termékhozam?

82. 3,25 g cink és megfelelő mennyiségű kénsavoldat kölcsönhatásánál 1064 ml hidrogéngáz (n.k.k.) vált ki. Milyen a hidrogéngáz relatív termékhozama?

83. Etanol és etánsav keverékéből, mely 9,2 g alkoholt tartalmaz, 11 g észter képződött. Milyen volt a relatív termékhozam?

84. Réz(II)-oxid hidrogénnel való reakciójánál 12,8 g réz keletkezett. A fémkiválás relatív termékhozama 94%. Milyen volt a fémoxid kiinduló tömege?

85. Milyen tömegű vas(III)-hidroxid keletkezik 8 g vas(III)-oxidból, ha a hidroxid relatív termékhozama 87%-os? Milyen kémiai reakciókkal lehet elvégezni ezt az átalakítást?

¹ Görög eredetű kifejezés: stoicheion - alap, metre - mérés.

86. Milyen tömegű 35%-os sósavoldat állítható elő 1,17 kg nátrium-klorid és sztöchiometrikus mennyiségű tömény kénsav reakciójával, ha a relatív termékhozam 80%?

87. Ha az oxigéngázt egy speciális készüléken (ozonizátor) átengedik, annak egy része ózonná - O₃ alakul. A keletkezett oxigén-ózon gázkeverékben az ózon térfogatszázaléka 8%. Milyen volt az ózonkibocsátás relatív termékhozama?

88. Az egy térfogategységnyi nitrogéngáz és három térfogategységnyi hidrogéngáz keverékében végzett reakciót követően a kapott gázkeverék a kezdeti feltételekhez viszonyítva 15%-os csökkenése figyelhető meg. Számítsátok ki az ammónia relatív termékhozamát.

 

 

Ez a tankönyv anyaga Kémia a 11. osztály számára Pavlo Popéi