Spieghiamo cos'è un prodotto in chimica, il processo mediante il quale si ottiene un prodotto e come calcolare la resa di una reazione.
Che cos'è un prodotto in chimica?
Nel chimica e i suoi rami, è conosciuto come un prodotto sostanze ottenuto dopo che si è verificata una reazione chimica.
In un reazione chimica sono coinvolte due o più sostanze (semplici o composte), dette reagenti o reagenti, e che contribuiscono alla reazione il materiale atomico o molecolare che sarà alterato o modificato durante la reazione.
una volta che legami chimici di reagenti e ha generato o consumato una certa quota di Energia quando avverrà la reazione, avremo a disposizione uno o più prodotti.
I prodotti che si ottengono da determinati tipi di reagenti dipenderanno direttamente dalle condizioni in cui avviene la reazione chimica e dalla natura dei reagenti. Condizioni come la temperatura o la presenza di catalizzatori (altre sostanze che influiscono sulla velocità della reazione) sono determinanti nella tempo metereologico serve per produrre una reazione.
Tuttavia, indipendentemente dalla reazione chimica considerata e dalle condizioni in cui si verifica, la quantità di questione e l'energia deve essere conservata, cioè la quantità di reagenti (atomi, molecole, ioni) che reagiscono deve essere uguale alla quantità di prodotti formati, e l'energia coinvolta all'inizio della reazione deve essere uguale all'energia coinvolta alla fine della reazione, sia che questa energia sia consumata o rilasciata in uno qualsiasi degli stadi di reazione .
È molto importante capire che durante una reazione chimica la quantità di materia ed energia nei reagenti non viene creata o distrutta per diventare prodotti, ma solo trasformata in essi.
Resa di una reazione
Allo stesso modo, le quantità (reali) di prodotto che si formano non sono mai solitamente identiche a quelle considerate teoricamente, poiché questo è influenzato da proprietà specifiche come la purezza dei reagenti o le reazioni secondarie che si verificano, nonché dalle condizioni ambientali in la reazione è generata, ad esempio, il temperatura e il umidità.
Le quantità effettive di prodotto (quelle ottenute in pratica e non a seguito di un calcolo teorico) sono inferiori a quelle teoriche in quanto, per i motivi sopra esposti, il prodotto può andare perso nelle fasi di purificazione successive alla reazione, nelle reazioni secondarie dove questi prodotti intervengono o in evaporazione se sono volatili.
La quantità massima di prodotto che può essere ottenuta durante una reazione chimica è chiamata resa teorica. Per calcolare la resa teorica è necessario conoscere il reagente limitante nella reazione (reagente che si esaurisce per primo durante la reazione).
La quantità di prodotto effettivo che si ottiene in una reazione chimica è chiamata resa percentuale.
Nell'esempio seguente vedremo come calcolare la resa teorica e la resa percentuale di una reazione chimica, nella quale si dovrà individuare il reagente limitante.
Supponiamo di avere la seguente reazione in cui 2,80 g di alluminio reagiscono con 4,25 g di dicloro:
Ci sono diversi metodi identificare il reagente limitante ed è importante chiarire che il reagente limitante non è necessariamente il reagente che massa deve iniziare la reazione. Descriveremo due di questi metodi:
Metodo 1. Consiste nel calcolare la quantità di nei reagenti utilizzando masse reali e masse molari (Cattivo) sì M (Cl2) in questo caso) di ciascun reagente. Quindi si calcola il rapporto molare effettivo (quoziente tra quantità di sostanze (moli)) tra i reagenti, cioè utilizzando le masse iniziali. Questo rapporto molare effettivo viene quindi confrontato con il rapporto stechiometrico dei reagenti nell'equazione bilanciata (calcolato utilizzando i coefficienti stechiometrici).
Si vede che il rapporto reale è maggiore del rapporto stechiometrico, quindi l'alluminio (il cui numero di moli si trova nel numeratore del quoziente) è in eccesso e il dicloro è il reagente limitante.
Metodo 2. In questo metodo utilizziamo la definizione di mole di reazione. Una mole di reazione si ottiene quando reagiscono i coefficienti stechiometrici dell'equazione chimica bilanciata o aggiustata. Nella reazione che stiamo analizzando, si ottiene 1 mole di reazione quando 2 moli di alluminio reagiscono con 3 moli di dicloro per produrre 2 moli di AlCl3, che possono essere rappresentati nelle seguenti equazioni:
In questo modo, una reazione si verifica più volte quante più moli di reazione ha. Il reagente con la minor quantità di moli di reazione è il fattore limitante, poiché con questo reagente la reazione può avvenire meno volte.
Utilizzando le moli di reazione e le moli di reagente, il reagente limitante può essere identificato come segue:
Secondo questo metodo, Cl2 è anche il reagente limitante, poiché genera meno moli di reazione.
Una volta che sappiamo che il dicloro è il reagente limitante, possiamo calcolare la resa teorica come:
Quindi, convertiamo le moli dalla resa teorica in grammi, utilizzando la massa molare di AlCl3 (M (AlCl3)), quindi calcolare la resa percentuale:
Infine, si calcola la percentuale o la resa effettiva di una reazione chimica:
E per l'esempio che stiamo analizzando sarebbe: