Студент бакалавриата
  1. Общая химия  1.1. Введение в Химию  1.2. Структура атома  1.2.1. Субатомные частицы  1.2.2. Атомная модель  1.2.3. Квантовые числа  1.2.4. Электронная конфигурация  1.2.5. Периодические тенденции  1.2.6. Изотопы и их применения  1.3. Химическая связь  1.3.1. Ионная связь  1.3.2. Ковалентные связи  1.3.3. Металлическая связь  1.3.4. Гибридизация  1.3.5. Молекулярная геометрия и теория ВЕСЗР  1.3.6. Полярность связи и дипольный момент  1.4. Стехиометрия  1.4.1. Понятие моль  1.4.2. Эмпирическая и молекулярная формула  1.4.3. Ограничивающий реагент и избыток реагента  1.4.4. Процентный выход и чистота  1.4.5. Расчет разведения  1.5. Состояния вещества  1.5.1. Газовые законы  1.5.2. Материя и межмолекулярные силы  1.5.3. Твёрдые тела и кристаллические структуры  1.5.4. Диаграмма фаз  1.5.5. Плазма и сверхкритическая жидкость  1.6. Химические реакции  1.6.1. Типы химических реакций  1.6.2. Балансировка химических уравнений  1.6.3. Термохимические реакции  1.6.4. Энергетические профили реакций  1.7. Растворы и смеси  1.7.1. Единицы измерения концентрации  1.7.2. Свойства синдрома  1.7.3. Растворимость и правила растворимости  1.7.4. Закон Генри и Закон Рауля  1.7.5. Partition coefficient  1.8. Химическое равновесие  1.8.1. Закон действия масс  1.8.2. Принцип Ле Шателье  1.8.3. Реакционный коэффициент  1.8.4. Чтобы воспользоваться этим онлайн-калькулятором для расчета константы равновесия, введите константу равновесия (Eq.) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет константы равновесия с заданными входными значениями -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Кислотно-щелочной баланс  1.9. Кислоты и основания  1.9.1. Определения Аррениуса, Брёнстеда–Лоури и Льюиса  1.9.2. pH и pOH  1.9.3. Титрование кислоты и основания  1.9.4. Буферный раствор  1.9.5. Кислотно-основной индикатор  1.9.6. Полипротные кислоты и основания  1.10. Электрохимия  1.10.1. Окислительно-восстановительные реакции  1.10.2. Гальванические и Электролитические Элементы  1.10.3. Уравнение Нернста  1.10.4. Электролиз  1.10.5. Законы электролиза Фарадея  1.11. Термодинамика  1.11.1. Законы термодинамики  1.11.2. Enthalpy, entropy and Gibbs free energy  1.11.3. Спонтанность реакций  1.11.4. Термодинамические циклы (закон Гесса, цикл Карно)  1.12. Кинетика  1.12.1. Закон скорости и порядок реакции  1.12.2. Энергия активации и катализаторы  1.12.3. Collision theory  1.12.4. Механизм реакции  1.12.5. Теория переходного состояния
  2. Органическая химия  2.1. Структура и взаимосвязь  2.1.1. Гибридизация в углеродных соединениях  2.1.2. Резонанс и ароматизация  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Индуктивные и мезомерные эффекты  2.2. Углеводороды  2.2.1. Углеводороды  2.2.2. Алкены  2.2.3. Алкины  2.2.4. Ароматические соединения  2.2.5. Циклоалканы и Конформация  2.3. Функциональная группа  2.3.1. Алкоголи и фенолы  2.3.2. Эфиры и эпоксиды  2.3.3. Альдегиды и кетоны  2.3.4. Карбоновые кислоты и их производные  2.3.5. Aмин  2.3.6. Сложные эфиры и амиды  2.3.7. Тиолы и сульфиды  2.4. Стереохимия  2.4.1. Изомерия в стереохимии  2.4.2. Хиральность и оптическая активность  2.4.3. Структурный анализ  2.4.4. Диастереомеры и энантиомеры  2.5.1. Реакции замещения  2.5.2. Реакции элиминирования  2.5.3. Реакции присоединения  2.5.4. Радикальные реакции  2.5.5. Реакции перегруппировки  2.5.6. Перицветные реакции  2.6. Спектроскопия и структурный анализ  2.6.1. Инфракрасная спектроскопия  2.6.2. Ядерный магнитный резонанс  2.6.3. Масс-спектрометрия  2.6.4. УФ-видимая спектроскопия  2.6.5. Рентгеновская кристаллография  2.7. Химия полимеров  2.7.1. Полимеры добавления и конденсации  2.7.2. Механизм полимеризации  2.7.3. Биоразлагаемый полимер  2.7.4. Проводящие и умные полимеры
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Лиганды и координационные соединения  3.1.2. Теория кристаллического поля  3.1.3. Теория молекулярных орбиталей в координационных соединениях  3.1.4. Искажение Яна–Тейлора  3.2. Main Group Chemistry  3.2.1. Щелочные и щелочноземельные металлы  3.2.2. Галогены и благородные газы  3.2.3. Переходные металлы и их комплексы  3.2.4. Лантаниды и актиниды  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Кристаллические решетки и элементарные ячейки  3.3.2. Дефекты в твердых телах  3.3.3. Электрические и магнитные свойства  3.3.4. Сверхпроводимость  3.4. Биоорганическая химия  3.4.1. Ионы металлов в биологии  3.4.2. Энзиматические реакции с металлами  3.4.3. Отравление металлами и детоксикация  3.4.4. Металлопротеины и Металлоэнзимы
  4. Физическая химия  4.1. Квантовая химия  4.1.1. Дуализм волны и частицы  4.1.2. Уравнение Шрёдингера  4.1.3. Квантовые числа и орбитали  4.1.4. Атомная и молекулярная спектроскопия  4.2. Statistical mechanics  4.2.1. Распределение Максвелла-Больцмана  4.2.2. Функции разложения  4.2.3. Статистика Бозе–Эйнштейна и Ферми–Дирака  4.3. Химическая термодинамика  4.3.1. Энергия Гиббса  4.3.2. Фазовый переход  4.3.3. Термодинамическая эффективность  4.4. Поверхностная химия  4.4.1. Абсорбция и катализ  4.4.2. Коллоиды и эмульсии
  5. Аналитическая химия  5.1. Classical methods  5.1.1. Гравиметрический анализ  5.1.2. титриметр  5.2. Инструментальные методы  5.2.1. Хроматография  5.2.2. Спектроскопия  5.2.3. Электроанализаторные методы  5.2.4. Рентгеновская дифракция
  6. Промышленная химия  6.1. Нефтехимия  6.2. Принципы химической инженерии  6.3. Зеленая химия  6.4. Фармацевтика и синтез лекарств
  7. Биохимия  7.1. Углеводы  7.2. Белки и ферменты  7.3. Липиды и мембраны  7.4. Нуклеиновые кислоты  7.5. Метаболизм и биоэнергетика  7.6. Кинетика и механизм ферментов

Студент бакалавриата → Общая химия → Стехиометрия ↓


Процентный выход и чистота


В изучении химии, особенно на уровне бакалавриата, стехиометрия является важным аспектом, который включает определение количества реагентов и продуктов в химических реакциях. Два важных концепта в рамках стехиометрии - это процентный выход и чистота. Эти концепции помогают определить эффективность реакции и качество конечного продукта.

Теоретический выход

Теоретический выход - это максимальное количество продукта, которое может быть получено из заданного количества реагентов при условии, что реакция происходит с полной конверсией в идеальных условиях.

Например, рассмотрим реакцию между водородом и кислородом для образования воды:

2H2 + O2 → 2H2O

Если вы начинаете с 10 молей H2 и 5 молей O2, стехиометрия реакции предполагает, что вы можете теоретически получить 10 молей H2O.

Фактический выход

Фактический выход - это измеренное количество продукта, полученное в результате реакции. Из-за различных факторов, таких как неполные реакции, побочные реакции и потери при восстановлении продукта, фактический выход часто меньше теоретического выхода.

Используя предыдущий пример, предположим, что вам удалось получить только 8 молей воды. Здесь фактический выход составляет 8 молей, что меньше теоретических 10 молей.

Процентный выход

Процентный выход - это мера эффективности реакции, выраженная в процентах. Он рассчитывается по формуле:

Процентный выход = (Фактический выход / Теоретический выход) * 100%

Используя пример образования воды, процентный выход будет:

Процентный выход = (8 молей / 10 молей) * 100% = 80%

Визуальный пример

Теоретический выход (10 молей) Фактический выход (8 молей)

Чистота

Чистота - это количество желаемого продукта по отношению к количеству неочищенного образца. Это особенно актуально в случае продуктов, которые находятся в сырой форме после реакции и требуют дальнейшей очистки.

Чистота вещества выражается в процентах и рассчитывается следующим образом:

Чистота (%) = (Масса чистого вещества / Общая масса образца) * 100%

Продолжая наши примеры, предположим, у вас есть образец массой 12 граммов, содержащий 9 граммов чистого продукта. Чистота будет:

Чистота (%) = (9 г / 12 г) * 100% = 75%

Визуальный пример

Общий образец (12 г) Чистое вещество (9 г)

Применение в реальном мире

Понимание процентного выхода и чистоты важно в различных областях, таких как фармацевтика, материаловедение и пищевая промышленность.

Примеры в фармацевтике

В производстве лекарств высокий процентный выход обеспечивает максимальную эффективность и экономичность. Также высокая чистота препарата важна для безопасности пациентов и получения разрешения от регулирующих органов.

Примеры в материаловедении

При производстве таких материалов, как полимеры, достижение близких к теоретическим выходов позволяет снизить количество отходов и повысить экономическую целесообразность. Чистота материала влияет на его свойства, такие как прочность и гибкость.

Распространенные проблемы

Некоторые распространенные проблемы при достижении высокого процентного выхода и чистоты включают:

  • Неполные реакции, когда не все реагенты превращаются в продукты.
  • Конкурирующие побочные реакции, создающие нежелательные побочные продукты.
  • Потеря продукта во время процесса разделения и очистки.

Улучшение процентного выхода и чистоты

Существует несколько стратегий, которые можно использовать для увеличения процента выхода и чистоты продукта:

  • Оптимизация условий реакции, таких как температура, давление и концентрация.
  • Использование катализаторов для более эффективного проведения реакций.
  • Применение эффективных методов очистки, таких как перекристаллизация, дистилляция или хроматография.

Пример: Улучшение выхода катализом

Рассмотрим реакцию, каталитируемую ферментом или металлическим катализатором, который снижает энергию активации и увеличивает скорость реакции, что ведет к более полной конверсии.

Заключение

Процентный выход и чистота - это фундаментальные понятия в стехиометрии, которые предоставляют информацию об эффективности и качестве химических реакций. Хорошее понимание этих тем необходимо для каждого, кто работает в областях, связанных с химией, потому что они влияют как на экономическую, так и на практическую осуществимость промышленных и лабораторных процессов.


Студент бакалавриата → 1.4.4


U
username
0%
завершено в Студент бакалавриата

← Предыдущий (1.4.3)
Ограничивающий реагент и избыток реагента
Следующий (1.4.5) →
Расчет разведения

Комментарии 



Процентный выход и чистота

https://www.chemistryelite.com/ug/1.4.4?ceal=ru