Keemias on teoreetiline saagis toote maksimaalne kogus, mille keemiline reaktsioon võib keemiliste võrrandite põhjal luua. Tegelikult pole enamik reaktsioone täiesti tõhusad. Kui teete katse, saate väiksema summa, tegeliku saagise. Reaktsiooni efektiivsuse väljendamiseks saate arvutada saagise protsendi, kasutades järgmist valemit: % saagis = (tegelik saagis/teoreetiline saagis) x 100. Protsentuaalne saagis 90% tähendab, et reaktsioon oli 90% efektiivne ja 10% saagisest. materjalid raisati (nad ei reageerinud või nende tooteid ei püütud kinni).
1
Alustage tasakaalustatud keemilise võrrandiga. Keemiline võrrand kirjeldab reagente (vasakul), mis reageerivad toodete moodustamiseks (paremal pool). Mõned ülesanded annavad teile selle võrrandi, samas kui teised paluvad teil see ise välja kirjutada, näiteks tekstülesannete jaoks. Kuna aatomeid ei teki ega hävine keemilise reaktsiooni käigus, peaks iga elemendi vasakul ja paremal küljel olema sama arv aatomeid. Näiteks hapnik ja glükoos võivad reageerides moodustada süsinikdioksiidi ja vett: 6O2+C6H12O6{displaystyle 6O_ {2}+C_{6}H_{12}O_{6}} → 6CO2+6H2O{displaystyle 6CO_{2}+6H_{2}O} Mõlemal küljel on täpselt 6 süsiniku (C) aatomit, 12 vesinikku (H) aatomit ja 18 hapniku (O) aatomit. Võrrand on tasakaalustatud. Kui teil palutakse võrrand ise tasakaalustada, lugege seda juhendit.
2
Arvutage iga reagendi molaarmass. Otsige üles ühendi iga aatomi molaarmass ja seejärel liitke need kokku, et leida selle ühendi molaarmass. Tehke seda ühendi ühe molekuli puhul. Näiteks 1 hapnikumolekul (O2{displaystyle O_{2}}) sisaldab 2 hapnikuaatomit. Hapniku molaarmass on umbes 16 g/mol. (Täpsema väärtuse leiate perioodilisuse tabelist.)2 hapnikuaatomit x 16 g/mol aatomi kohta = 32 g/mol O2{displaystyle O_{2}}. Teine reagent on glükoos (C6H12O6{displaystyle C_{6}H_{12}O_{6}}) molaarmass on (6 aatomit C x 12 g C/mol) + (12 aatomit H x 1 g H/mol) + (6 aatomit O x 16 g O/mol) = 180 g/mol.
3
Teisendage iga reagendi kogus grammidest moolideks. Nüüd on aeg vaadata konkreetset katset, mida uurite. Kirjutage üles iga reagendi kogused grammides. Jagage see väärtus selle ühendi molaarmassiga, et teisendada kogus moolideks. Oletame näiteks, et alustasite 40 grammi hapnikuga ja 25 grammi glükoosiga. 40 g O2{displaystyle O_{2}} / (32 g/mol) = 1.25 mooli hapnikku.25g C6H12O6{displaystyle C_{6}H_{12}O_{6}} / (180 g/mol) = ligikaudu 0.139 mooli glükoosi.
4
Leidke oma reaktsioonide suhe. Mool on aine koguse täpne arv ja see võrdub 23. võimsusega elementaarüksustega, milleks võivad olla aatomid, ioonid, elektronid või molekulid, 6,022 korda 10. Nüüd teate, mitme reagendi molekuliga alustasite. Kahe molekuli suhte leidmiseks jagage ühe reagendi moolid teise moolidega. Alustasite 1,25 mooli hapnikust ja 0,139 moolist glükoosist. Hapniku ja glükoosi molekulide suhe on 1,25 / 0,139 = 9,0. See tähendab, et alustasite 9 hapnikumolekulist iga 1 glükoosimolekuli kohta.
5
Leidke reaktsiooni jaoks ideaalne suhe. Minge tagasi varem üles kirjutatud tasakaalustatud võrrandi juurde. See tasakaalustatud võrrand ütleb teile ideaalse molekulide suhte: kui kasutate seda suhet, kuluvad mõlemad reagendid ära samal ajal. Võrrandi vasak pool on 6O2+C6H12O6{displaystyle 6O_{2}+C_{6} H_{12}O_{6}}. Koefitsiendid näitavad, et on 6 hapniku molekuli ja 1 glükoosi molekul. Ideaalne suhe selle reaktsiooni jaoks on 6 hapnikku / 1 glükoos = 6,0. Veenduge, et loetlete reagendid samas järjekorras, nagu tegite teise suhte puhul. Kui kasutate ühe jaoks hapnikku/glükoosi ja teise puhul glükoosi/hapnikku, on teie järgmine tulemus vale.
6
Piirava reagendi leidmiseks võrrelge suhteid. Keemilises reaktsioonis kulub üks reagentidest ära enne teisi. Reaktsioonis tekkiva produkti kogus on piiratud reaktiiviga. Võrrelge piirava reagendi tuvastamiseks arvutatud kahte suhet: kui tegelik suhe on suurem kui ideaalne suhe, siis on teil ülemist reagenti rohkem, kui vajate. Suhtes alumine reaktant on piirav reagent. Kui tegelik suhe on ideaalsest suhtest väiksem, ei ole teil piisavalt ülemist reagenti, seega on see piirav reagent. Ülaltoodud näites on hapniku tegelik suhe /glükoos (9,0) on suurem kui ideaalne suhe (6,0). Alumine reagent, glükoos, peab olema piirav reagent.
7
Tuvastage soovitud toode. Keemilise võrrandi paremal küljel on loetletud reaktsiooni käigus tekkinud tooted. Igal tootel on teoreetiline saagis, mis tähendab toote kogust, mida võiksite saada, kui reaktsioon on täiesti tõhus. Jätkates ülaltoodud näidet, analüüsite reaktsiooni 6O2+C6H12O6{displaystyle 6O_{2}+C_{6}H_ {12}O_{6}} → 6CO2+6H2O{displaystyle 6CO_{2}+6H_{2}O}. Paremal pool on 2 toodet, süsinikdioksiid ja vesi. Arvutame süsinikdioksiidi saagise CO2{displaystyle CO_{2}}.
8
Kirjutage üles oma piirava reagendi moolide arv. Katse teoreetiline saagis on ideaalsetes tingimustes loodud toote kogus. Selle väärtuse arvutamiseks alustage piirava reagendi kogusest moolides. (Seda protsessi on kirjeldatud eespool piirava reagendi leidmise juhistes.) Ülaltoodud näites avastasite, et piiravaks reagendiks on glükoos. Arvutasite ka välja, et alustasite 0,139 mooli glükoosiga.
9
Leidke oma toote ja reagendi molekulide suhe. Pöörduge tagasi tasakaalustatud võrrandi juurde. Jagage soovitud toote molekulide arv piirava reagendi molekulide arvuga. Teie tasakaalustatud võrrand on 6O2+C6H12O6{displaystyle 6O_{2}+C_{6}H_{12}O_{6}} → 6CO2+6H2O{displaystyle 6CO_{2}+6H_{2}O}. Teie soovitud tootel, süsinikdioksiidil (CO2{displaystyle CO_{2}}) on 6 molekuli. Teie piiravat reagenti, glükoosi (C6H12O6{displaystyle C_{6}H_{12}O_{6}}) on 1 molekul. Süsinikdioksiidi ja glükoosi suhe on 6/1 = 6. Teisisõnu, see reaktsioon suudab ühest glükoosimolekulist toota 6 molekuli süsinikdioksiidi.
10
Korrutage suhe reagendi kogusega moolides. Vastus on soovitud toote teoreetiline saagis moolides. Alustasite 0,139 mooli glükoosiga ja süsinikdioksiidi ja glükoosi suhe on 6. Süsinikdioksiidi teoreetiline saagis on (0,139 mooli glükoosi) x (6 mooli süsinikdioksiidi / mooli glükoosi) = 0,834 mooli süsinikdioksiidi.
11
Teisendage tulemus grammidesse. Teoreetilise saagise grammides leidmiseks korrutage oma vastus moolides selle ühendi molaarmassiga. See on enamiku katsete jaoks mugavam ühik. Näiteks CO2 molaarmass on umbes 44 g/mol. (Süsiniku molaarmass on ~12 g/mol ja hapniku oma ~16 g/mol, seega on kogusumma 12 + 16 + 16 = 44.) Korrutage 0,834 mol CO2 x 44 g/mol CO2 = ~36,7 grammi. Katse teoreetiline saagis on 36,7 grammi CO2.
12
Saage aru saagiprotsendist. Teie arvutatud teoreetiline tootlus eeldab, et kõik läks ideaalselt. Tegelikus katses seda kunagi ei juhtu: saasteained ja muud ettearvamatud probleemid tähendavad, et mõned teie reagendid ei muundu tooteks. Seetõttu kasutavad keemikud saagise viitamiseks kolme erinevat mõistet: teoreetiline saagis on maksimaalne toote kogus, mida katse võib anda. Tegelik saagis on teie loodud tegelik kogus, mõõdetuna otse skaalal. Protsentuaalne saagis = tegelik saagis – teoreetiline saagis – 100 %{displaystyle {frac {ActualYield}{TheoreticalIeld}}*100%}. Näiteks 50% tootlusprotsent tähendab, et saite 50% teoreetilisest maksimumist.
13
Kirjutage üles katse tegelik saagikus. Kui tegite katse ise, koguge reaktsioonist saadud puhastatud saadus ja kaaluge selle massi arvutamiseks kaalu. Kui töötate kodutöö või kellegi teise märkmete kallal, tuleks loetleda tegelik saagis. Oletame, et meie tegelik reaktsioon annab 29 grammi CO2.
14
Jagage tegelik saagikus teoreetilise saagiga. Veenduge, et kasutaksite mõlema väärtuse jaoks samu ühikuid (tavaliselt gramme). Teie vastus on ühikuteta suhe. Tegelik saagikus oli 29 grammi, teoreetiline saagis aga 36,7 grammi. 29g36.7g=0.79{displaystyle {frac {29g}{36.7g}}=0.79}.
15
Protsendiks teisendamiseks korrutage 100-ga. Vastus on protsentuaalne tootlus.0,79 x 100 = 79, seega on katse protsentuaalne saagis 79%. Te lõite 79% maksimaalsest võimalikust CO2 kogusest.