نفسر ماهية المنتج في الكيمياء ، والعملية التي يتم من خلالها الحصول على المنتج ، وكيفية حساب ناتج التفاعل.
ما هو منتج في الكيمياء؟
في ال كيمياء وفروعها تعرف بالمنتج مواد تم الحصول عليها بعد حدوث تفاعل كيميائي.
في تفاعل كيميائي مادتان أو أكثر (بسيطة أو مركبة) متورطة ، تسمى المتفاعلات أو الكواشف، والتي تساهم في تفاعل المادة الذرية أو الجزيئية التي سيتم تغييرها أو تعديلها أثناء التفاعل.
مرة واحدة في روابط كيميائية من الكواشف ، ولدت أو استهلكت حصة معينة من طاقة عندما يحدث التفاعل ، سيكون لدينا منتج واحد أو أكثر متاحًا.
ستعتمد المنتجات التي يتم الحصول عليها من أنواع معينة من الكواشف بشكل مباشر على الظروف التي يحدث فيها التفاعل الكيميائي وطبيعة الكواشف. تعتبر الظروف مثل درجة الحرارة أو وجود المحفزات (المواد الأخرى التي تؤثر على سرعة التفاعل) حاسمة في طقس يستغرق الأمر لإحداث رد فعل.
ومع ذلك ، بغض النظر عن التفاعل الكيميائي الذي تم النظر فيه والظروف التي يحدث فيها ، فإن كمية موضوع ويجب الحفاظ على الطاقة ، أي كمية المواد المتفاعلة (ذرات, الجزيئات, الأيونات) يجب أن يكون التفاعل مساويًا لكمية المنتجات المتكونة ، ويجب أن تكون الطاقة المستخدمة في بداية التفاعل مساوية للطاقة المستخدمة في نهاية التفاعل ، سواء تم استهلاك هذه الطاقة أو إطلاقها في أي من مراحل التفاعل .
من المهم جدًا أن نفهم أنه أثناء تفاعل كيميائي ، لا يتم إنشاء أو تدمير كمية المادة والطاقة في المواد المتفاعلة لتصبح منتجات ، بل يتم تحويلها فقط إلى هذه المواد.
ناتج رد الفعل
بالطريقة نفسها ، لا تتطابق الكميات (الحقيقية) من المنتج أبدًا مع تلك التي يتم النظر فيها نظريًا ، حيث يتأثر ذلك بخصائص محددة مثل نقاء الكواشف أو التفاعلات الثانوية التي تحدث ، فضلاً عن الظروف البيئية في يتم إنشاء التفاعل ، على سبيل المثال ، درجة الحرارة و ال رطوبة.
كميات المنتج الفعلية (تلك التي تم الحصول عليها عمليًا وليس نتيجة حساب نظري) أقل من نظري لأنه ، نظرًا للأسباب المذكورة أعلاه ، يمكن فقد المنتج في خطوات التنقية اللاحقة للتفاعل ، في التفاعلات الثانوية حيث تكون هذه المنتجات تتدخل أو تبخر إذا كانت متقلبة.
يسمى الحد الأقصى لكمية المنتج التي يمكن الحصول عليها أثناء تفاعل كيميائي العائد النظري. لحساب العائد النظري ، من الضروري معرفة الكاشف المحدد في التفاعل (الكاشف الذي يتم استنفاده أولاً أثناء التفاعل).
تسمى كمية المنتج الفعلي التي يتم الحصول عليها في تفاعل كيميائي نسبة العائد.
في المثال التالي سوف نرى كيفية حساب العائد النظري والنسبة المئوية للإنتاجية للتفاعل الكيميائي ، حيث يجب تحديد الكاشف المحدد.
لنفترض أن لدينا التفاعل التالي حيث يتفاعل 2.80 جم من الألومنيوم مع 4.25 جم من ثنائي الكلور:
هناك مختلف طرق لتحديد الكاشف المحدد ومن المهم توضيح أن الكاشف المحدد ليس بالضرورة الكاشف الذي الجماعية يجب أن تبدأ رد الفعل. سنصف طريقتين من هذه الطرق:
الطريقة 1. تتكون من حساب كمية حيوانات الخلد المواد المتفاعلة التي تستخدم الكتل الحقيقية والكتل المولية (شرير) ص م (Cl2) في هذه الحالة) من كل كاشف. ثم يتم حساب النسبة المولية الفعلية (الحاصل بين كميات المواد (المولات)) بين المواد المتفاعلة ، أي باستخدام الكتل الأولية. ثم تتم مقارنة هذه النسبة المولية الفعلية مع النسبة المتكافئة للمتفاعلات في المعادلة المتوازنة (محسوبة باستخدام المعاملات المتكافئة).
يمكن ملاحظة أن النسبة الحقيقية أكبر من نسبة القياس المتكافئ ، لذا فإن الألمنيوم (الذي يوجد عدد مولاته في بسط الحاصل) زائد وثنائي الكلور هو كاشف محدد.
الطريقة الثانية. في هذه الطريقة نستخدم تعريف مول التفاعل. يتم الحصول على مول التفاعل عندما تتفاعل معاملات القياس المتكافئ للمعادلة الكيميائية المتوازنة أو المعدلة. في التفاعل الذي نقوم بتحليله ، يتم الحصول على مول واحد من التفاعل عندما يتفاعل 2 مول من الألومنيوم مع 3 مولات من ثنائي الكلور لإنتاج 2 مول من AlCl3 ، والتي يمكن تمثيلها في المعادلات التالية:
بهذه الطريقة ، يحدث التفاعل مرات أكثر كلما زاد عدد مولات التفاعل. الكاشف الذي يحتوي على أقل كمية من مولات التفاعل هو العامل المحدد ، حيث يمكن أن يحدث التفاعل مع هذا الكاشف مرات أقل.
باستخدام مولات التفاعل ومولات الكاشف ، يمكن تحديد الكاشف المحدد على النحو التالي:
وفقًا لهذه الطريقة ، يعد Cl2 أيضًا الكاشف المحدد ، لأنه يولد عددًا أقل من مولات التفاعل.
بمجرد أن نعرف أن ثنائي الكلور هو الكاشف المحدد ، يمكننا حساب العائد النظري على النحو التالي:
ثم نقوم بتحويل المولات من المحصول النظري إلى جرامات باستخدام الكتلة المولية لـ AlCl3 (م (AlCl3)) ، ثم احسب النسبة المئوية للإنتاجية:
أخيرًا ، يتم حساب النسبة المئوية أو العائد الفعلي لتفاعل كيميائي:
وعلى سبيل المثال الذي نقوم بتحليله سيكون: