Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học

1 5.233

Công thức tính hiệu suất phản ứng là gì? Phương pháp tính nhanh hiệu suất? Cùng VnDoc.com tìm hiểu các bước thực hiện để xác định hiệu suất của phản ứng hoá học chính xác nhất.

1. Hiệu suất là gì?

Hiệu suất (thường có thể đo được) là khả năng tránh lãng phí vật liệu, năng lượng, nỗ lực, tiền bạc và thời gian để làm một việc gì đó hay tạo ra kết quả mong muốn. Nói chung, đó là khả năng làm tốt một việc mà không có lãng phí. Trong nhiều thuật ngữ toán học và khoa học, nó là thước đo mức độ mà đầu vào cũng được dùng cho một mục đích, nhiệm vụ, chức năng được yêu cầu (đầu ra). Nó thường đặc biệt bao gồm các khả năng của một ứng dụng cụ thể nỗ lực để sản xuất ra một kết quả cụ thể với một số tiền tối thiểu hay số lượng chất thải, chi phí, nỗ lực không cần thiết. Hiệu quả đề cập đến rất khác nhau đầu vào và đầu ra trong lĩnh vực và các ngành công nghiệp khác nhau.

2. Công thức tính hiệu suất của phản ứng hóa học

2.1 Công thức tính hiệu suất của phản ứng hóa học và ví dụ cụ thể

Cho phản ứng hóa học: A+B–>C

Hiệu suất phản ứng:

H = số mol pứ . 100% / số mol ban đầu

hoặc cũng có thể tính theo khối lượng:

H = khối lượng thu được thực tế . 100% / khối lượng thu được tính theo phương trình

Lưu ý là tính hiệu suất theo số mol chất thiếu (theo số mol nhỏ)

Từ công thức cũng có thể tính được:

nC = nA pứ = (nAbđ . H)/100

nA bđ cần dùng: n Abđ = (nC.100)/H

2.2 Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất

Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng chất tham gia thực tế đem vào phản ứng phải hơn nhiều để bù vào sự hao hụt. Sau khi tính khối lượng chất tham gia theo phương trình phản ứng, ta có khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất như sau:

Cách để tính hiệu suất phản ứng hóa học

2.3. Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất

Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng sản phẩm thực tế thu được phải nhỏ hơn nhiều sự hao hụt. Sau khi khối lượng sản phẩm theo phương trình phản ứng, ta tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất như sau:

Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học

Ví dụ cụ thể:

Nung 0,1 mol CaCO3 thu được 0,08 mol CaO. Tính hiệu suất phản ứng hóa học xảy ra.

Trong bài này chúng ta có 2 cách để giải bài toán:

Cách 1:

CaCO3 ——–> CaO + CO2

0,1 mol —-> 0,1 mol

Theo phản ứng ta có 0,1 mol CaCO3 tạo 0,1 mol CaO. Tuy nhiên theo thực tế đo được chỉ thu được 0,08 mol CaO. Như vậy đối với CaO lượng tính toán theo phản ứng là 0,1 (gọi là khối lượng theo lý thuyết) và lượng chắc chắn thu được là 0,08 (gọi là lượng thực tế). Hiệu suất phản ứng H(%) = (thực tế/lý thuyết)*100 = (0,08/0,1)*100 = 80%, tức là:

Cách 2:

CaCO3 ——–> CaO + CO2

0,08 mol <——0,08mol

Nhìn tỉ lệ mol trên phương trình nếu thu được 0,08 mol vôi sống CaO cần dùng 0,08 mol CaCO3. Tuy nhiên đề bài cho là nung 0,1 mol CaCO3. Tóm lại đối với CaCO3 lượng tính toán theo phản ứng là 0,08 (gọi là lựong lý thuyết) và lượng chắc chắn cần phải có là 0,1 (gọi là lựong thực tế). Hiệu suất phản ứng H= lý thuyết/thực tế)*100 = (0,08/0,1)*100 = 80%

Vậy tóm lại khi tính hiệu xuất phản ứng thì chúng ta cần xác định xem mình dựa vào tác chất hay sản phẩm để có công thức phù hợp để tính.

+ Nếu dựa vào sản phẩm thì công thức: H = (thực tế/lý thuyết)*100

+ Nếu dựa vào tác chất thì công thức: H = (lý thuyết/thực tế)*100

Theo kinh nghiệm của tôi với các bài tập tính toán hiệu suất phản ứng, khi làm bài đừng để ý đến thực tế, lý thuyết gì cả. Cứ thực hiện tính toán bình thường, dựa vào tác chất hay sản phẩm tùy ý, sau đó đối chiếu lượng ở đề bài cho xem giá trị nào lớn, giá trị nào nhỏ.

Hiệu suất = (giá trị nhỏ/giá trị lớn)*100

3. Bài tập tính hiệu suất phản ứng trong Hóa học

Bài tập 1: Tính khối lượng Na và thể tích khí Cl2 cần dùng để điều chế 4,68 gam muối Clorua, nếu hiệu suất phản ứng là 80%

Lời Giải:

n NaCl = m NaCl/ M NaCl = 4,68/58,5 = 0,08 (mol)

Phương trình hóa học:

2Na + Cl2 → 2NaCl

từ pt => số mol Na = 0,08*100/80 = 0,1 (mol)

n Cl2 = (0,08*100)/2*80 = 0,05 (mol)

m Na = 0,1*23 = 2,3 (gam)

V Clo = 0,05*22,4 = 1,12 (lit)

Bài tập 2: Cho 19,5 gam Zn phản ứng với 7 (l) clo thì thu được 36,72 gam ZnCl2. Tính hiệu suất của phản ứng?

Bài Giải

n Zn = 19,5/65 = 0,3 (mol)

n Cl2 = 7/22,4 = 0,3125 (mol)

n ZnCl2 = 0,27 (mol)

Zn + Cl2 → ZnCl2

Ta thấy:

n Cl2 > n Zn => so với Cl2 thì Zn là chất thiếu, nên ta sẽ tính theo Zn.

Từ phương trình => n Zn phản ứng = n ZnCl2 = 0,27 (mol)

Hiệu suất phản ứng: H = số mol Zn phản ứng *100/số mol Zn ban đầu

= 0,27 * 100/0,3 = 90 %

Đánh giá bài viết
1 5.233

Video đang được xem nhiều

Hỏi đáp học tập Xem thêm