Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học mới nhất

Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học

Tải xuống

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

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

Cho phản ứng hóa học: A + B → C

Theo lí thuyết, phản ứng trên thu được m gam một chất sản phẩm. Nhưng thực tế thu được m’ gam chất đó (m’ ≤ m).

Hiệu suất phản ứng được tính theo công thức:

$H=\frac{m\text{'}}{m}\times 100\%$.

Nếu lượng chất tính theo số mol thì hiệu suất được tính theo công thức:

$H=\frac{n\text{'}}{n}\times 100\%$.

Trong đó: n là số mol chất sản phẩm tính theo lí thuyết, n’ là số mol chất sản phẩm thu được theo thực tế.

          Ngoài ra, hiệu suất phản ứng còn được tính theo chất tham gia như sau:

$H=\frac{n_{pư}}{n_{bđ}}\times 100\%$.

Trong đó: n_pư là số mol chất đã phản ứng; n_bđ là số mol chất ban đầu.

Lưu ý:

- Tính hiệu suất theo số mol chất hết trước, nếu giả sử H = 100%.

- Từ công thức cũng có thể tính được:

n_{A pứ}  = $\frac{n_{A{}_{bđ}}.H}{100}$

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 (m _{tham gia TT}) 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 (m_LT) khi có hiệu suất như sau:

$\boxed{m_{thamgiaTT}=\frac{m_{LT}\times 100}{H}}$

 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 (m_{sp TT}) 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:

$\boxed{m_{spTT}=\frac{m_{LT}\times H}{100}}$

4. Ví dụ cụ thể:

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

Hướng dẫn giải:

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 do được chỉ thu được 0,08 mol CaO. Như vậy đối với CaO lượng tính toán theo phản ứng là n = 0,1 mol (gọi là số mol theo lý thuyết) và lượng chắc chắn thu được là n’ = 0,08 mol (gọi là lượng thực tế). Hiệu suất phản ứng:

$H=\frac{n\text{'}}{n}\times 100\%=\frac{\mathrm{0,08}}{\mathrm{0,1}}.100\%=80\%$.

Cách 2:

CaCO₃ → CaO + CO₂

0,08 mol ← 0,08 mol

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. Hiệu suất phản ứng:

$H=\frac{n_{pư}}{n_{bđ}}\times 100\%=\frac{\mathrm{0,08}}{\mathrm{0,1}}.100\%=80\%$.

Vậy tóm lại khi tính hiệu suất phản ứng thì chúng ta cần xác định xem mình dựa vào chất tham gia 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 chất tham gia 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 chất tham gia 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

II. Bài tập tính hiệu suất phản ứng

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

Lời giải:

$n_{NaCl}=\frac{m_{NaCl}}{M_{NaCl}}=\frac{\mathrm{4,68}}{\mathrm{58,5}}=\mathrm{0,08}\left(mol\right)$

Phương trình hóa học:

2Na + Cl₂ → 2NaCl

Từ PTHH có:

$\left\{\begin{array}{l}{n}_{Na}=\frac{\mathrm{0,08.100}}{80}=\mathrm{0,1}mol.\\ n_{C{l}_2}=\frac{\mathrm{0,08}}{2}.\frac{100}{80}=\mathrm{0,05}mol.\end{array}\right.$

Vậy:

m_Na = 0,1.23 = 2,3 (gam)

V_chlorine = 0,05.24,79 = 1,2395 (lit).

Bài tập 2: Cho 19,5 gam Zn phản ứng với 7,747 (l) chlorine (ở đkc) thì thu được 36,72 gam ZnCl₂. Tính hiệu suất của phản ứng?

Lời giải:

$\begin{array}{l}{n}_{Zn}=\frac{\mathrm{19,5}}{65}=\mathrm{0,3}\left(mol\right)\\ n_{C{l}_2}=\frac{\mathrm{7,747}}{\mathrm{24,79}}=\mathrm{0,3125}\left(mol\right)\\ n_{ZnC{l}_2}=\frac{\mathrm{36,72}}{65+71}\text{ =}\mathrm{0,27}\left(mol\right)\end{array}$

Phương trình hóa học: Zn + Cl₂ → ZnCl₂

Ta thấy:

$\frac{n_{C{l}_2}}{1}>\frac{n_{Zn}}{1}$ => so với Cl₂ thì Zn là chất thiếu, nên ta sẽ tính lượng sản phẩm theo Zn.

Từ phương trình => n _{Zn phản ứng} = $n{}_{ZnC{l}_2}$ = 0,27 mol

Hiệu suất phản ứng:

$H=\frac{n_{pư}}{n_{bđ}}\times 100\%=\frac{\mathrm{0,27}}{\mathrm{0,3}}.100\%=90\%$.

Tải xuống

---