Любой скажет, что тонна- это тысяча килограмм… и окажется прав только отчасти. Всё зависит от того, о какой тонне речь – физической, теоретической или жульнической. А теперь разъяснение:
Но справедливости ради нужно отметить, что продавец обязан реализовывать товар в тех единицах измерения, в которых этот товар ему поступил. Поэтому, если завод отгрузил товар по фактическому весу, то и продавец обязан отпускать этот товар по фактическому (физическому) весу, если завод отпустил металл по теории, то и продавец обязан отпускать его по теории.
Тонна жульническая самая непредсказуемая, весить она может сколько угодно, даже 500 фактических килограмм. Её вес обратно пропорционален уровню совести продавца и вычислению не подлежит. Как это делается?
На пачку с металлопрокатом перевешивается бирка с пачки большим весом, так может получиться из четырёх фактических тонн пять придуманных, которые и продаются клиенту. Если глаз не намётан и вес металла определяется по бирке, обнаружить обман можно только взвешиванием. Такие «умельцы» обычно работают в компаниях из одного человека, за спиной которого нет ни склада, ни офиса.
Ещё один способ, наверное самый наглый-вес металла просто назначается в зависимости от желания продавца. Хочет продавец, например, чтобы один уголок весил не 45 кг., а 60 и вот по взмаху шариковой ручки вес увеличивается на 1/3. Причём такой разводкой не пренебрегают даже в крупных и давно работающих компаниях. Способ избежать попадания в такую ситуацию заключается в том, чтобы знать теоретический вес приобретаемого металла и ориентироваться на него с учётом ГОСТовских поправок. Вот тогда Ваши финансы отблагодарят Вас каким либо нужным, дополнительным приобретением.
Что значит теоретическая масса
Признак
В условии задачи встречается слово «выход». Теоретический выход продукта всегда выше практического.
Понятия «теоретическая масса или объём, практическая масса или объём» могут быть использованы только для веществ-продуктов.
Доля выхода продукта обозначается буквой
(эта), измеряется в процентах или долях.
Также для расчётов может использоваться количественный выход:
I. Первый тип задач
Известны масса (объём) исходного вещества и масса (объём) продукта реакции. Необходимо определить выход продукта реакции в %.
Задача 1. При взаимодействии магния массой 1,2 г с раствором серной кислоты получили соль массой 5, 5 г. Определите выход продукта реакции (%).
1. Записываем краткое условие задачи
2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.
Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.
3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ
M(MgSO4) = 24 + 32 + 4 · 16 = 120 г/моль
4. Находим количество вещества реагента по формулам
ν(Mg) = 1,2 г / 24(г/моль) = 0,05 моль
5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (νтеор) и теоретическую массу (mтеор) продукта реакции
= 120 г/моль · 0,05 моль = 6 г
6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле
(MgSO4)=(5,5г ·100%)/6г=91,7%
Ответ: Выход сульфата магния составляет 91,7% по сравнению с теоретическим
II. Второй тип задач
Известны масса (объём) исходного вещества (реагента) и выход (в %) продукта реакции. Необходимо найти практическую массу (объём) продукта реакции.
Задача 2. Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если выход составляет 80%.
1. Записываем краткое условие задачи
=80% или 0,8
2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.
Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.
3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ
M(CaO) = 40 + 16 = 56 г/моль
M(CaC2) = 40 + 2 · 12 = 64г/моль
4. Находим количество вещества реагента по формулам
ν(CaO)=16,8 (г) / 56 (г/моль) = 0,3 моль
5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (νтеор) и теоретическую массу (mтеор) продукта реакции
6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле
m практич (CaC2) = 0,8 · 19,2 г = 15,36 г
Ответ: m практич (CaC2) = 15,36 г
III. Третий тип задач
Известны масса (объём) практически полученного вещества и выход этого продукта реакции. Необходимо вычислить массу (объём) исходного вещества.
Задача 3. Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода (IV) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.
1. Записываем краткое условие задачи
2. Находим по ПСХЭ молярные массы веществ, если это необходимо
M (Na2CO3) =2·23 + 12 + 3·16 = 106 г/моль
3. Вычисляем теоретически полученный объём (массу) и количество вещества продукта реакции, используя формулы:
= 28,56 л / 0,85 = 33,6 л
ν(CO2) = 33,6 (л) / 22,4 (л/моль) = 1,5 моль
4. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.
Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.
5. Находим количество вещества реагента по УХР
6. Определяем массу (объём) реагента по формуле:
m(Na2CO3) = 106 г/моль · 1,5 моль = 159 г
IV. Решите задачи
Задача№1. При взаимодействии натрия количеством вещества 0, 5 моль с водой получили водород объёмом 4,2 л (н. у.). Вычислите практический выход газа (%).
теоретическая масса
Смотреть что такое «теоретическая масса» в других словарях:
масса механической системы — Сумма масс материальных точек, образующих систему. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 102. Теоретическая механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики теоретическая механика EN mass of system DE… … Справочник технического переводчика
Масса — У этого термина существуют и другие значения, см. Масса (значения). Масса Размерность M Единицы измерения СИ кг … Википедия
Масса гравитационная — Эта статья о физической величине. Статью об автогонщике см. Масса, Фелипе Масса одна из важнейших физических величин. Первоначально (XVII–XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям… … Википедия
Масса инертная — Эта статья о физической величине. Статью об автогонщике см. Масса, Фелипе Масса одна из важнейших физических величин. Первоначально (XVII–XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям… … Википедия
Масса покоя — Эта статья о физической величине. Статью об автогонщике см. Масса, Фелипе Масса одна из важнейших физических величин. Первоначально (XVII–XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям… … Википедия
Теоретическая плотность вещества (материала) — 2.11. Теоретическая плотность вещества (материала) максимальная масса данного вещества (материала) в единице объема. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Статистика теоретическая — наука, занимающаяся изучением приемов систематического наблюдения над массовыми явлениями социальной жизни человека, составления численных их описаний и научной обработки этих описаний. Таким образом, теоретическая статистика есть наука… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Инертная масса — Эта статья о физической величине. Статью об автогонщике см. Масса, Фелипе Масса одна из важнейших физических величин. Первоначально (XVII–XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям… … Википедия
Гравитационная масса — Эта статья о физической величине. Статью об автогонщике см. Масса, Фелипе Масса одна из важнейших физических величин. Первоначально (XVII–XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям… … Википедия
Релятивистская масса — Эта статья о физической величине. Статью об автогонщике см. Масса, Фелипе Масса одна из важнейших физических величин. Первоначально (XVII–XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям… … Википедия
Расчет практического выхода продукта реакции в химии
Выход продукта химической реакции
Выход продукта химической реакции — масса продукта, образовавшегося в результате реакции.
Если эти два показателя равны, то считают, что реакция идет с количественным выходом. Такую реакцию называют стехиометрической.
Но большинство реакции на практике не дают количественного выхода по следующим причинам:
Поэтому для определения эффективности реакции было введено понятие:
Для реакции с количественным выходом относительный выход равен 100%.
Выход продукта реакции определяется двумя параметрами: селективностью и степенью превращения.
Понятие селективности и материального баланса
Селективность — критерий, с помощью которого в химии определяют отношение массы определенного (целевого) продукта к общей массе полученных продуктов.
Степень превращения (конверсии) показывает отношение количества исходного реагента (обычно более дорогостоящего) к количеству полученного целевого продукта.
Например, этот критерий позволяет оценить, какое количество метана CH4 превратилось в угарный газ CO при конверсии водяным паром. Может быть выражена не только через количество вещества, но и через любые пропорциональные ему величины: массу, объем.
Для обеспечения максимального выхода целевого продукта недостаточно только высокой степени конверсии (значительное количество вещества может вступить в реакцию, но не участвовать в образовании целевого продукта) или хорошей селективности, выход продукта определяется совокупностью этих факторов.
Например, N0 моль исходного вещества А вступило в реакцию, из них прореагировало Nx моль со следующим распределением:
Тогда селективность S реакции по целевому продукту B составит:
Степень превращения реагента A для данного примера будет равна соотношению между числом моль прореагировавшего вещества A к общему числу моль, которые были затрачены на реакцию:
Выход продукта ηB в этом примере будет равен соотношению между числом моль реагента A, пошедшего на образование целевого продукта, к числу моль, которые были затрачены на реакцию:
Таким образом, между выходом продукта B, селективностью процесса относительно образования B и степенью превращения исходного реагента A существует взаимосвязь:
Селективность подразделяют на:
Селективность важна для катализаторов, чтобы избирательно увеличивать скорость целевой реакции при наличии нескольких побочных. Высокой селективностью отличаются ферменты (95 — 100%), для гетерогенных катализаторов этот показатель достигает 70%. Гомогенные занимают промежуточное значение.
Выход, степень превращения и селективность — величины безразмерные, учитываются при составлении материального баланса процесса.
Материальный баланс (баланс масс) выводится на основании закона сохранения массы вещества.
Для химических процессов можно сформулировать его так: суммарная масса исходных веществ в начале реакции должна быть равна суммарной массе всех полученных продуктов (целевых и побочных), включая неиспользованные реагенты и растворители, в конце реакции.
Материальный баланс составляется с расчетом расхода реагентов и полученных продуктов на единицу основного продукта. Поскольку на производство вещества поступают в виде смесей, при составлении материального баланса учитывается масса всех компонентов отдельно для твердой, жидкой и газовой фаз. Для процессов, которые идут в несколько стадий, баланс составляется для каждой стадии отдельно.
Материальный баланс, как и выход продукта, может быть:
Как увеличить выход продукта реакции, способы расчета, формулы
Фактический выход конкретного химического процесса можно увеличивать при регулировании следующих факторов:
Для каждой химической реакции, лежащей в основе промышленного производства, необходимо эффективно использовать ресурсы, максимально повысить выход целевого продукта, но при этом он должен быть надлежащего качества и в достаточном количестве. Для это обязательно рассчитывают выход продукта.
Расчет выхода продукта
Например, если процент выхода равен ω=80%, это означает, что количество полученного продукта составляет 80% от теоретически возможного.
Выход продукта реакции можно выразить также через коэффициент, обозначается буквой η (эта):
Как рассчитать теоретический выход продукта реакции, примеры задач
Алгоритм расчета теоретического выхода ηтеор приведен на примере решения следующей задачи:
При взаимодействии 9,84 г оксида железа (III) и 12 г монооксида углерода СО образовались железо и углекислый газ. Рассчитайте теоретический выход (в молях и граммах) железа.
1. Записать уравнение химической реакции:
2. Расставить коэффициенты так, чтобы в обеих частях уравнения количество атомов каждого элемента было одинаковым:
3. Вычислить молярные массы реагентов и целевого продукта (для взятого примера — Fe). Из таблицы Менделеева или справочника узнать атомные массы Ar всех составляющих элементов и посчитать молярные массы М 1 моля каждого исходного вещества и целевого продукта:
4. Найти количество вещества ν каждого реагента:
Если в условии задачи указана масса только одного реагента, то он считается ключевым, и все дальнейшие расчеты выполняются по нему; ν второго исходного вещества вычислять не нужно (пункт 5 пропускается).
5. Для определения ключевого компонента — реагента, который расходуется быстрее остальных, следует определить продолжительность реакции и теоретический выход:
Это говорит о том, что количество используемого для реакции CO в 7 раз больше, чем количество Fe2O3;
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2↑.
На одну молекулу Fe2O3 должно приходится 3 молекулы CO.
Можно сделать заключение, что CO взят в избытке и расчет следует вести по Fe2O3, который является ключевым компонентом.
По закону кратных соотношений, чтобы найти теоретическое количество целевого продукта νтеор, нужно количество расчетного компонента поделить на коэффициент при нем и умножить на коэффициент при целевом продукте:
νтеор= 0,0615 моль :1 × 2= 0,123 моль — это и есть теоретический выход продукта.
7. Масса продукта (Fe), соответствующая данному количеству вещества, будет равна:
Если в задаче требуется рассчитать теоретический выход одного или нескольких побочных продуктов, то для каждого из них вычисляется молярная масса (пункт 3), а затем последовательность действий повторяется с 6 пункта.
На практике также важен расчет фактического выхода продукта ηпракт или массовой доли выхода продукта ω в %.
Тип задачи
Решение (см. Алгоритм)
Известно: масса реагента (одного или нескольких) и масса продукта.
Нужно найти: практический выход ηпракт или массовую (объемную) долю ω в % одного или нескольких продуктов реакции.
Пример. При взаимодействии 6,9 г натрия с 100 г воды получили 3 л водорода (н.у.). Вычислите объёмную долю выхода газа (в %).
3. Вычислить молярные массы реагентов и целевого продукта:
Так как нужно узнать объемную долю выхода продукта, то вместо M(H2) берется значение молярного объема Vm(H2)= 22,4 л/моль (по закону Авогадро, 1 моль любого газа (н.у) занимает объем 22,4 л).
4. Вычислить количество вещества для реагентов:
5. Определить ключевой компонент:
6. Чтобы найти теоретическое количество целевого продукта νтеор, нужно количество ключевого компонента поделить на коэффициент при нем и умножить на коэффициент при целевом продукте:
Известно: Масса реагента и практический выход продукта.
Нужно найти: Массу продукта реакции.
Пример. Какой объем аммиака в литрах (н.у.) можно получить при взаимодействии 13,4 моль водорода с азотом, если практический выход η(NH3)=0,43?
Пункты 3 и 4 не нужны, так как в условии уже указано количество вещества реагента:
Поскольку дано количество вещества только одного реагента, то расчет ведется по нему. Пункт 5 пропускаем.
6. Чтобы найти теоретическое количество целевого продукта νтеор, нужно количество ключевого компонента поделить на коэффициент при нем и умножить на коэффициент при целевом продукте:
Известно: Масса продукта и его практический выход.
Нужно найти: массу реагента.
Пример. Сколько граммов водорода требуется для реакции с углеродом при получении бензола, C6H6, если теоретический выход 105,3 г, а массовая доля выхода равна 95,8%?
3. Вычислить молярные массы реагентов и целевого продукта:
6. Чтобы найти количество реагента, нужно количество продукта реакции разделить на коэффициент при нем и умножить на коэффициент при реагенте:
7. Масса водорода m(H2)= ν(H2)× M(Н2)= 3,9 моль × 2,016 г/моль= 7,8 г.
