كيفية حساب نسبة ناتج التفاعل الكيميائي

تنزيل المقال

تنزيل المقال

في علم الكيمياء، يعتبر "نسبة الناتج" هي كمية المنتجات التي تنتج عن التفاعل الكيميائي، والناتج النظري هو أعلى نسبة للمنتجات التي تنتج من التفاعل الكيميائي المثالي، وفي الحياة العملية، معظم التفاعلات الكيميائية ليست مثالية والنسبة الفعلية للنواتج دائماً أقل من الناتج النظري. وللتعبير عن كفاءة التفاعل الكيميائي، يمكن حساب نسبة الناتج باستخدام المعادلة التالية: "%الناتج = (الناتج الفعلي/الناتج النظري) * 100".

الخطوات

جزء 1

جزء 1 من 3:

حساب نسبة المتفاعل المحدد

تنزيل المقال

1. 
   1
   ابدأ بكتابة المعادلة الكيميائية المتوازنة للتفاعل، وهذا بمثابة تمثيل رياضي للتفاعل النهائي.

   • إن كنت لا تعرف كيفية كتابة معادلة كيميائية متزنة، يمكنك البحث والاطلاع قبل البدء.
2. 
   2
   حدد المتفاعلات، وعادة تكون على الجانب الأيسر من السهم الذي يحدد اتجاه سريان المعادلة الكيميائية، ويشار إليها دوماً بـ"المواد الأولية"، ويمكن أن يكون هناك متفاعل واحد (كما في الجزء الثاني).

   • إن كانت هناك أية أرقام بجانب المتفاعلات، فتلك تسمى المعاملات، وهي تمثل النسب التي تمثل استهلاك المتفاعلات.
   • ويمثل المتفاعل المحدد المادة الأولية التي تستهلك أولاً، وفي التفاعلات التي بها العديد من المواد الأولية، ما لم تستهلك كافة المواد الأولية بنسبة 1:1 بالنسبة لبعضها البعض، وما لم تكن بنفس عدد المولات، سوف يتم استهلاك أحد المتفاعلات أولاً، وعند تلك اللحظة يتوقف التفاعل.
3. 
   3
   قم بحساب كمية (المولات) لكل متفاعل، ولحسابها، اقسم كتلة المتفاعل على الوزن الجزيئي.

   • ولحساب الوزن الجزيئي، أضف الكتلة الذرية لكل ذرة في المركب، والوزن الذري للذرات هو الرقم العشري الموضح أسفل رمزها الكيميائي في الجدول الدوري للعناصر. تذكر أن الأرقام المصغرة المكتوبة أسفل الجزيئات تعني أن تلك الذرات تتواجد أكثر من مرة واحدة في الجزيء.
4. 
   4
   إن كان هناك أكثر من متفاعلين، يجب المقارنة بين نسبة عدد المولات في كل متفاعل إلى نسبة المعاملات بجانب كل متفاعل، وتسمى تلك النسب على التوالي "النسبة الفعلية" و "معدل التكافؤ".

   • إن كانت النسبة الفعلية أكبر من معدل التكافؤ، يعتبر المتفاعل فائض، ويعتبر المتفاعل الآخر محدد.
   • إن كانت النسبة الفعلية أقل من معدل التكافؤ، يعتبر المتفاعل محدد، ويعتبر المتفاعل الآخر فائض.
5. 
   5
   إن كان هناك أكثر من متفاعلين، سوف تحتاج إلى حساب عدد مولات المنتج الناتج عن كل متفاعل عندما يتفاعل بالكامل، والمتفاعل الذي ينتج عنه أقل قدر من المنتجات يمثل المتفاعل المحدد.

   • ولحساب عدد مولات المنتج في تفاعل كيميائي، اضرب عدد مولات المتفاعل في النسبة بين معامل المنتج إلى معامل المتفاعل.
   • طبق هذا على كل متفاعل على حده.

جزء 2

جزء 2 من 3:

حساب الناتج النظري

تنزيل المقال

1. 
   1
   حدد المنتج الذي تريد، وهذا المنتج بشكل عام يتواجد على الجانب الأيمن للمعادلة الكيميائية، في هذا المثل الناتج هو أوكسيد الكالسيوم CaO (ثاني أوكسيد الكربون CO2 عبارة عن غاز يتصاعد في الهواء). ويعتبر الناتج النظري الذي سنقوم بحسابه مقياس لمقدار الناتج المتوقع عند سريان التفاعل الكيميائي بشكل مثالي تماماً.

   • على سبيل المثال: تقوم كلير بتحضير 0.45 غرام من نترات الألومنيوم، وتوقعت أن يكون الناتج النظري 0.50 غرام، ما هي نسبة الناتج؟
   • يتم حساب نسبة الناتج كالتالي: 0.45/0.50 = 0.9 ونقوم بضرب الناتج * 100 للحصول على النسبة.
   • نسبة الناتج = 90%، قم بتسجيل كتلة المواد الأولية.
2. 
   2
   حول كتلة المتفاعل المحدد إلى عدد مولات، وذلك عن طريق قسمة كتلة المتفاعل على الوزن الجزيئي له، كما موضح بالخطوة 3 في الجزء الأول.
3. 
   3
   حدد النسبة الحقيقية، من خلال قسمة عدد مولات المنتج المطلوب إلى عدد مولات المنتج المحدد، وهذه تسمى النسبة الفعلية أو الحقيقية.
4. 
   4
   احسب الوزن الجزيئي لعدد واحد مول من المنتج، واكتب هذه النسبة في المعادلة، كما موضح بالأسفل.
5. 
   5
   توقع نسبة الناتج النظري، واضرب عدد مولات المتفاعل المحدد في النسبة بين معامل المنتج إلى معامل المتفاعل، ثم اضرب الناتج في نسبة الوزن الجزيئي للمنتج، وهذا سوف يعطينا كتلة الناتج عند استكمال التفاعل تماماً (بمعنى آخر، الناتج النظري للتفاعل)

جزء 3

جزء 3 من 3:

حساب نسبة المنتج

تنزيل المقال

1. 
   1
   قم بإجراء التفاعل، واحسب كتلة ناتج التفاعل بعد تنقيته من الشوائب في حالة الاتزان، وسجل هذه الكتلة.
2. 
   2
   حول تلك الكتلة إلى عدد مولات من خلال قسمتها على الوزن الجزيئي، كما موضح في الخطوة 2 في الجزء الثاني أعلاه، وسجل عدد المولات في هذه التجربة وهو يمثل الناتج الفعلي.
3. 
   3
   قم بحسابة نسبة الناتج، من خلال قسمة الناتج الفعلي على الناتج النظري واضرب المتحصل في 100، والناتج يمثل نسبة تعبر عن كتلة المنتج بالمقارنة مع كتلة الناتج من التفاعل المثالي.

تحذيرات

• من الممكن حساب نسبة الناتج وتصبح أعلى من 100% دون وجود خطأ حسابي، وذلك في حالة إن كان المنتج النهائي به شوائب (شوائب غير محسوبة في المعادلة الكيميائية الرئيسية)، ويمكن أن تزيد هذه الشوائب من كتلة الناتج الفعلي عن النظري.
  • ولهذا السبب، من الضروري تنقية المنتجات بعناية من خلال الترشيح والتجفيف والتقطير، أو أية وسيلة أخرى من طرق المعالجة والتنقية والتي تختلف حسب الخصائص الفيزيائية للمنتج النهائي.

قائمة المصادر

• يمكن الاطلاع على مصادر توضح بشكل مفصل المتفاعلات المحددة للدكتورة آن ماري من خلال الرابط http://chemistry.about.com/od/workedchemistryproblems/a/limiting-reactant-theoretical-yield.htm.
• يمكن الاطلاع على مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع والمواضيع الأخرى ذات الصلة من خلال أي كتب علمية حول الكيمياء العامة.