Признак этого типа задач:
В условии задачи встречается слово «выход». Теоретический выход продукта всегда выше практического.
Понятия «теоретическая масса или объём, практическая масса или объём» могут быть использованы только для веществ – продуктов
Доля выхода продукта обозначается буквой η (эта) или Вт, измеряется в процентах или долях. Формулы для вычисления могут быть следующие:
η = · 100%; η = · 100%
η = · 100%
Первый тип задач – Известны масса (объём) исходного вещества и масса (объём) продукта реакции. Необходимо определить выход продукта реакции в %.
Задача 1. При взаимодействии магния массой 1,2 г с раствором серной кислоты получили соль массой 5, 5 г. Определите выход продукта реакции (%).
1. Записываем краткое условие задачи
| Дано:
m (Mg) = 1,2 г
m практическая (MgSO4) = 5,5 г
_______________
Найти: η =?
| 2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.
Под формулами (из дано) напишем количество моль
| Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2
1 моль 1 моль
n (Mg) = n (MgSO4)
| 3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ
| M (Mg) = 24 г/моль
M (MgSO4) = 24 + 32 + 4 · 16 = 120 г/моль
| 4. Находим количество вещества реагента по формуле: n =
| n (Mg) = 1,2 г / 24(г/моль) = 0,05 моль
n (MgSO4) = 0,05 моль
| 5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (nтеор) и теоретическую массу (mтеор) продукта реакции
| m = n · M
mтеор (MgSO4) = M(MgSO4) · nтеор(MgSO4) =
= 120 г/моль · 0,05 моль = 6 г
| 6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле
η = · 100%
| η (MgSO4) = · 100% = 91,7%
Ответ: Выход сульфата магния составляет 91,7% по сравнению с теоретическим
|
Второй тип задач – Известны масса (объём) исходного вещества (реагента) и выход (в %) продукта реакции. Необходимо найти практическую массу (объём) продукта реакции.
Задача 2. Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если выход составляет 80%.
1. Записываем краткое условие задачи
| Дано:
m(CaO) = 16,8 г
η =80% или 0,8
____________
Найти:
m практ (CaC2) =?
| 2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.
Под формулами (из дано) напишем количество моль
| СаО + 3С = СаС2 + СО
1 моль 1 моль
n (CaO) = n (CaC2)
| 3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ
| M(CaO) = 40 + 16 = 56 г/моль
M(CaC2) = 40 + 2 · 12 = 64г/моль
| 4. Находим количество вещества реагента по формулам n =
| n (CaO)=16,8 (г) / 56 (г/моль) = 0,3 моль
n (CaC2) = 0,3 моль
| 5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (nтеор) и теоретическую массу (mтеор) продукта реакции
| m = n · M
mтеор (CaC2) = M(CaC2) · nтеор(CaC2) =
= 64 г/моль · 0,3 моль = 19,2 г
| 6. Находим практическую массу продукта реакции
m практическая = или
m практическая = m теоретич · η(в долях)
| m практич (CaC2) = 0,8 · 19,2 г = 15,36 г
Ответ: m практич (CaC2) = 15,36 г
|
Третий тип задач – Известны масса (объём) практически полученного вещества и выход этого продукта реакции. Необходимо вычислить массу (объём) исходного вещества.
Задача 3. Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода (IV) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.
1. Записываем краткое условие задачи
| Дано:
Vm = 22,4 л/моль
Vпрактич(CO2) = 28,56 л
η = 85% или 0,85
________________
Найти:
m (Na2CO3) =?
| 2. Находим по ПСХЭ молярные массы веществ, если это необходимо
| M (Na2CO3) =2·23 + 12 + 3·16 = 106 г/моль
| 3. Вычисляем теоретически полученный объём (массу) и количество вещества продукта реакции, используя формулы:
V теоретич = · 100%
| Vтеоретич(CO2) = · 100% = 33,6 л
n (CO2) = 33,6 (л) / 22,4 (л/моль) = 1,5 моль
| 4. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.
Под формулами (из дано) напишем количество моль
| Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
1 моль 1 моль
| 5. Находим количество вещества реагента по УХР
| По УХР:
n (Na2CO3) = n (CO2)
, следовательно
n (Na2CO3) = 1,5 моль
| 5. Определяем массу (объём) реагента по формуле:
m = n · M
V = n · Vm
| m = ν · M
m (Na2CO3) = 106 г/моль · 1,5 моль = 159 г
| |