Nous expliquons ce qu'est un produit en chimie, le processus par lequel un produit est obtenu et comment calculer le rendement d'une réaction.
Qu'est-ce qu'un produit en chimie ?
Dans la chimie et ses branches, il est connu comme un produit substances obtenu après une réaction chimique.
Dans une réaction chimique deux ou plusieurs substances (simples ou composées) sont impliquées, appelées réactifs ou réactifs, et qui contribuent à la réaction la matière atomique ou moléculaire qui sera altérée ou modifiée au cours de la réaction.
Une fois la liens chimiques de réactifs, et généré ou consommé un certain quota de énergie lorsque la réaction se produira, nous aurons un ou plusieurs produits disponibles.
Les produits obtenus à partir de certains types de réactifs dépendront directement des conditions dans lesquelles se déroule la réaction chimique et de la nature des réactifs. Des conditions telles que la température ou la présence de catalyseurs (autres substances qui affectent la vitesse de la réaction) sont déterminantes dans le la météo il faut pour produire une réaction.
Cependant, quelles que soient la réaction chimique considérée et les conditions dans lesquelles elle se produit, la quantité de la matière et l'énergie doit être conservée, c'est-à-dire la quantité de réactifs (atomes, molécules, ions) qui réagissent doit être égale à la quantité de produits formés, et l'énergie impliquée au début de la réaction doit être égale à l'énergie impliquée à la fin de la réaction, que cette énergie soit consommée ou libérée dans l'une des étapes de la réaction .
Il est très important de comprendre que lors d'une réaction chimique, la quantité de matière et d'énergie dans les réactifs n'est pas créée ou détruite pour devenir des produits, elle est seulement transformée en eux.
Rendement d'une réaction
De la même manière, les quantités (réelles) de produit formé ne sont généralement jamais identiques à celles considérées théoriquement, car elles sont influencées par des propriétés spécifiques telles que la pureté des réactifs ou les réactions secondaires qui se produisent, ainsi que les conditions environnementales dans la réaction est générée, par exemple, le Température et la humidité.
Les quantités réelles de produit (celles obtenues en pratique et non à la suite d'un calcul théorique) sont inférieures aux quantités théoriques car, pour les raisons ci-dessus, le produit peut être perdu dans les étapes de purification postérieures à la réaction, dans les réactions secondaires où ces produits intervenir ou dans les évaporations s'ils sont volatils.
La quantité maximale de produit pouvant être obtenue lors d'une réaction chimique est appelée rendement théorique. Pour calculer le rendement théorique, il est nécessaire de connaître le réactif limitant dans la réaction (réactif qui s'épuise en premier lors de la réaction).
La quantité de produit réel qui est obtenue dans une réaction chimique est appelée le pourcentage de rendement.
Dans l'exemple suivant, nous verrons comment calculer le rendement théorique et le pourcentage de rendement d'une réaction chimique, dans laquelle le réactif limitant devra être identifié.
Supposons que nous ayons la réaction suivante où 2,80 g d'aluminium réagissent avec 4,25 g de dichlor :
Ils sont différents méthodes pour identifier le réactif limitant et il est important de préciser que le réactif limitant n'est pas nécessairement le réactif qui Masse doit commencer la réaction. Nous allons décrire deux de ces méthodes :
Méthode 1. Elle consiste à calculer le montant de taupes réactifs utilisant des masses réelles et des masses molaires (Mal) Oui M (Cl2) dans ce cas) de chaque réactif. Ensuite, le rapport molaire réel (quotient entre les quantités de substances (moles)) entre les réactifs est calculé, c'est-à-dire en utilisant les masses initiales. Ce rapport molaire réel est ensuite comparé au rapport stoechiométrique des réactifs dans l'équation équilibrée (calculé à l'aide des coefficients stoechiométriques).
On voit que le rapport réel est supérieur au rapport stoechiométrique, donc l'aluminium (dont le nombre de moles est situé au numérateur du quotient) est en excès et le dichlore est le réactif limitant.
Méthode 2. Dans cette méthode, nous utilisons la définition d'une mole de réaction. Une mole de réaction est obtenue lorsque les coefficients stoechiométriques de l'équation chimique équilibrée ou ajustée réagissent. Dans la réaction que nous analysons, 1 mole de réaction est obtenue lorsque 2 moles d'aluminium réagissent avec 3 moles de dichlore pour produire 2 moles d'AlCl3, ce qui peut être représenté dans les équations suivantes :
De cette façon, une réaction se produit plus de fois plus elle a de moles de réaction. Le réactif avec le moins de moles de réaction est le facteur limitant, car avec ce réactif la réaction peut se produire moins de fois.
En utilisant les moles de réaction et les moles de réactif, le réactif limitant peut être identifié comme suit :
Selon cette méthode, Cl2 est également le réactif limitant, car il génère moins de moles de réaction.
Une fois que nous savons que le dichlor est le réactif limitant, nous pouvons calculer le rendement théorique comme suit :
Ensuite, nous convertissons les moles du rendement théorique en grammes, en utilisant la masse molaire de AlCl3 (M (AlCl3)), puis calculez le pourcentage de rendement :
Enfin, le pourcentage ou le rendement réel d'une réaction chimique est calculé :
Et pour l'exemple que nous analysons, ce serait :