Задачі на обчислення виходу продукту реакції.

1. Вихід продукту (η) – це відношення практично одержаної маси (об’єму чи кількості речовини) продукту до теоретично можливої. Теоретично можлива кількість продукту обчислюється за рівнянням реакції.

Вихід продукту виражається у частках одиниці або відсотках ( %) і обчислюється за формулою:

η = (m теор.) (m практ.) або η % = 100% (m теор.) (m практ.) ⋅ , де η – вихід продукту;

m(практ.) – фактично добута маса продукту, г, кг, т;

m(теор.) – теоретично розрахована маса продукту, г, кг, т.

Обчислення виходу продукту через кількість речовини:

η = (теор.) (практ.) ν ν

Обчислення виходу продукту через об'єм (для газів): η = (V теор.) (V практ.)

2. Ступінь перетворення (х) – це відношення маси вихідної речовини, яка прореагувала, до маси вихідної речовини, яка використана для реакції. Ступінь перетворення обчислюють за формулою:

m0 (m прореаг.) х = або 100 % m (m прореаг.) x 0 % = ⋅ Ступінь перетворення можна також обчислювати за кількістю речовини та об'ємом (для газів). х = ν0 ν( прореаг.) х = V0 (V прореаг.)

3. Виробничі втрати – частина (%) вихідної речовини, яка втрачається при проведенні хімічної реакції. Масу сировини, яку необхідно використати за умов виробничих втрат, обчислюють за формулою: m(сир. з урах. втрат) = 100 % (100% %втр.) m − , де m – маса сировини розрахована за рівнянням хімічної реакції, г; % втр. – втрати сировини, %. Якщо одночасно необхідно врахувати ступінь перетворення та виробничі втрати масу сировини обчислюють за формулою: m(cиров.) = 100 % (100 % % втр.) х

Приклади розв’язування задач

1. З піриту масою 600 кг добули сульфатну кислоту масою 850 кг. Визначте вихід сульфатної кислоти.

Алгоритм розв'язання

1. Записати скорочену умову задачі.

2. Записати схему перетворення сировини на продукт реакції.

Повна схема: FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4

Скорочена схема: FeS2 → 2H2SO4

3. Обчислити кількість речовини сировини та теоретичну кількість речовини продукту.

ν(FeS2) = 120 кг / кмоль 600 кг = 5 кмоль;

ν(теор.H2SO4) = 2ν(FeS2);

ν(теор. H2SO4) = 10 кмоль

4. Обчислити теоретичну масу продукту.

m(терет.Н2SO4) = 10 кмоль · 98 кг/кмоль = 980 кг

5. Обчислити вихід продукту.

η % = 100 % 980 кг 850 кг ⋅ = 86,7 % Відповідь: 86,7 %

Розв’язування задач.

1. Який об’єм амоніаку (м3 ) потрібен для добування 160 кг амоній нітрату, якщо вихід продукту становить 95 %.

2. Який об’єм амоніаку (м3 ) потрібен для добування 340 кг нітратної кислоти, якщо вихід продукту на першій стадії становить 85 %, на другій – 92 %, на третій – 98 %? О

Світлина ваших виконаних на уроці завдань.