9.4 – Procentudbytte


Procentudbytte

I vores opgaver indtil nu, har vi antaget at alle reaktanterne blev fuldstændigt forbrugte og omdannet til produkter. Vi har derfor beregnet, den maksimalt mulige mængde, eller 100%. Mens dette ville være en ideel situation, sker det meget sjældent. Som vi udfører en reaktion og overfører produkter fra en beholder til en anden, tabet noget af produktet sædvanligvis. I laboratoriet såvel som kommercielt, er startmaterialerne ikke nødvendigvis helt rene, og sidereaktioner kan bruge noget af reaktanterne, og danne uønskede produkter. Derfor, opnås der ikke et udbytte på 100%

Når vi laver en kemisk reaktion i laboratoriet, udmåler vi specifikke mængder af reaktanterne. Vi beregner det teoretiske udbytte for reaktionen, hvilket er den mængde produkt (100%), vi kunne forvente hvis alle reaktanterne blev omdannet til det ønskede produkt. Når reaktionen stopper, opsamler og vejer vi massen af produktet, hvilket er det praktiske udbytte for produktet. Fordi noget af produktet sædvanligvis går tabt, er det praktiske udbytte mindre end det teoretiske udbytte. Ved at bruge det praktiske udbytte og det teoretiske udbytte for et produkt, kan vi beregne procentudbyttet.

\textup{Procentudbytte (%)}=\frac{\textup{praktisk udbytte}}{\textup{teoretisk udbytte}}\cdot 100%

Konceptforståelse 9.4

Beregning af procentudbytte

Til en klassefest, har du forberedt en småkagedej fra en opskrift, der giver 60 småkager. Du lægger dej til 12 småkager på en bageplade, og sætter dem i ovnen. Så ringer telefonen, og du går ind i stuen for at besvare opkaldet. Mens du snakker i telefon, brænder småkagerne på, og du bliver nødt til at smide dem ud. Du fortsætter med at lave fire yderligere portioner småkager af 12 styk per portion. Resten af småkagerne bages korrekt og er spiselige. Hvad er procentudbyttet af småkagerne, som du har med til klassefesten?

Svar

Det teoretiske udbytte af småkager er 60 stykker, hvilket er det maksimale, eller 100%, antal småkager. Det praktiske udbytte er 48 spiselige småkager, hvilket er 60 småkager minus de 12 du brændte på. Procentudbyttet er forholdet mellem de 48 spiselige småkager, divideret med det teoretiske udbytte af 60 småkager som var muligt, ganget med 100%:

Teoretisk udbytte: 60 småkager
Praktisk udbytte: 48 småkager
Procentudbytte: \frac{\textup{48 sm\aa kager}}{\textup{60 sm\aa kager}}\cdot 100%=80%

Opgaveeksempel 9.7

Beregning af procentudbytte

På en rumfærge, bruges LiOH til at absorbere den CO2 der udåndes af astronauterne, og danner LiHCO3.

LiOH(s)+CO2(g)LiHCO3(s)

Hvad er procentudbyttet af LiCHO3 hvor reaktionen med 50,0 g LiOH, giver 72,8 g LiHCO3?

Løsning

Trin 1:
Angiv de oplyste mængder og de ønskede mængder.

Trin 2:
Opstil en plan for beregning af det teoretiske udbytte og procentudbyttet.

Beregning af det teoretiske udbytte:

gram LiOH mol LiOH mol LiHCO3 gram LiHCO3

Beregning af procentudbyttet:

\textup{Procentudbytte (%)}=\frac{\textup{praktisk udbytte af LiHCO}_{3}}{\textup{teoretisk udbytte af LiHCO}_{3}}\cdot 100%

Trin 3:
Opstil de molære massefaktorer og mol-til-mol faktorerne ud fra den afbalancerede kemiske ligning.

Trin 4:
Beregn procentudbyttet ved at dividere det praktiske udbytte (oplyst) med det teoretiske udbytte, og gang med 100%.

Beregning af det teoretiske udbytte:

\textup{50,0 g LiOH}\cdot \frac{\textup{1 mol LiOH}}{\textup{23,95 g LiOH}}\cdot \frac{\textup{1 mol LiHCO}_{3}}{\textup{1 mol LiOH}}\cdot\frac{\textup{67,96 g LiHCO}_{3}}{\textup{1 mol LiHCO}_{3}}=\textup{142 g LiHCO}_{3}

Beregning af procentudbyttet:

\frac{\textup{praktisk udbytte (oplyst)}}{\textup{teoretisk udbytte (beregnet)}}\cdot 100%=\frac{\textup{72,8 g LiHCO}_{3}}{\textup{142 g LiHCO}_{3}}\cdot 100%=51,3%

Et procentudbytte på 51,3% betyder, at 72,8 g af det teoretiske udbytte på 142 g LiHCO3, rent faktisk blev dannet ved reaktionen.

9.5 – Energi i kemiske reaktioner →