화학에서 제품이란 무엇입니까?

화학에서 생성물이 무엇인지, 생성물이 얻어지는 과정, 반응 수율을 계산하는 방법을 설명합니다.


생성물은 화학 반응이 일어나는 조건에 따라 달라집니다.

화학에서 제품이란 무엇입니까?

화학 및 그 분야 에서는 화학 반응이 발생한 후 얻은 물질을 생성물이라고 합니다 .

두 개 이상의 물질(단순 또는 화합물)이 반응물 또는 시약 이라고 불리는 화학 반응 에 관여 하며, 반응 중에 변경되거나 변형될 원자 또는 분자 물질을 반응에 제공합니다.

반응물의 화학 결합이 수정되고 반응이 발생할 때 일정량의 에너지가 생성되거나 소비되면 하나 이상의 제품을 사용할 수 있게 됩니다.

특정 유형의 시약에서 얻은 생성물은 화학 반응이 일어나는 조건과 반응물의 성질에 직접적으로 의존합니다. 온도 또는 촉매(반응 속도에 영향을 미치는 기타 물질)의 존재와 같은 조건은 반응이 발생하는 데 걸리는 시간을 결정하는 요소입니다.

그러나 고려되는 화학 반응과 그것이 일어나는 조건이 무엇이든 물질 과 에너지 의 양은 보존되어야 합니다. 즉, 반응하는 반응물( 원자 , 분자 , 이온 ) 의 수는 생성물의 수와 같아야 합니다. 형성되며 , 반응 시작 시 포함된 에너지는 반응 단계에서 에너지가 소비되거나 방출되는지 여부에 관계없이 반응 종료 시 포함된 에너지와 동일해야 합니다.

화학 반응 중에 물질의 양과 반응물의 에너지가 생성되거나 파괴되어 생성물이 되는 것이 아니라 단지 생성물로 변환된다는 점을 이해하는 것이 매우 중요합니다.

참조: 발열 반응

반응 수율

마찬가지로, 생성물의 (실제) 양은 일반적으로 이론적으로 고려되는 양과 결코 동일하지 않습니다 . 이는 반응물의 순도나 발생하는 2차 반응과 같은 특정 특성과 환경 조건에 의해 영향을 받기 때문입니다. 예를 들어 온도 와 습도 등 의 반응이 발생한다는 것입니다 .

실제 생성물의 양(이론적 계산의 결과가 아닌 실제로 얻은 양)은 이론적인 양보다 낮습니다. 왜냐하면 위의 이유로 인해 반응 후의 정제 단계, 즉 2차 반응에서 생성물이 손실될 수 있기 때문입니다. 휘발성이 있는 경우 제품이 개입하거나 증발합니다.

화학반응에서 얻을 수 있는 생성물의 최대량을 이론수율이라 한다. 이론적 수율을 계산하려면 반응의 제한 반응물(반응 중에 먼저 소모되는 반응물)을 알아야 합니다.

화학 반응에서 얻어지는 실제 생성물의 양을 수율(%)이라고 합니다.

다음 예에서는 한계 반응물을 식별해야 하는 화학 반응의 이론적 수율과 백분율 수율을 계산하는 방법을 살펴보겠습니다.

2.80g의 알루미늄이 4.25g의 이염소와 반응하는 다음과 같은 반응이 있다고 가정합니다.

제한 시약을 식별하는 방법에는 여러 가지가 있으며 제한 시약이 반드시 반응이 시작될 때 가장 큰 질량을 갖는 시약은 아니라는 점을 명확히 하는 것이 중요합니다 . 우리는 이러한 방법 중 두 가지를 설명할 것입니다:

방법 1. 각 반응물 의 실제 질량과 몰 질량( 이 경우 M(Al) 및 M(Cl 2 ) )을 사용하여 반응물의 실제 몰수 를 계산하는 것으로 구성됩니다 . 그런 다음 반응물 간의 실제 몰 관계(물질량(몰) 간의 몫), 즉 초기 질량을 사용하여 계산됩니다. 이 실제 몰비는 균형 방정식에서 반응물의 화학량론적 비율(화학량론적 계수를 사용하여 계산됨)과 비교됩니다.

실제 비율이 화학량론적 비율보다 크기 때문에 알루미늄(몰수가 몫의 분자에 위치함)이 과잉이고 이염소가 제한 반응물임을 알 수 있습니다.

방법 2. 이 방법에서는 반응 몰의 정의를 사용합니다. 조정되거나 균형 잡힌 화학 반응식의 화학량론적 계수가 반응하면 1몰의 반응이 얻어집니다. 우리가 분석하고 있는 반응에서는 알루미늄 2몰이 이염소 3몰과 반응하여 AlCl 3 2몰을 생성할 때 1몰의 반응이 얻어지며, 이는 다음 방정식으로 나타낼 수 있습니다.

이런 식으로 반응은 반응 몰수가 많을수록 더 많이 발생합니다. 반응 몰수가 가장 적은 시약이 제한적인 시약입니다. 이 시약을 사용하면 반응이 더 적게 일어날 수 있기 때문입니다.

반응 몰수와 반응물의 몰수를 사용하여 한계 반응물을 다음과 같이 식별할 수 있습니다.

이 방법에 따르면 Cl 2 는 더 적은 몰의 반응을 생성하기 때문에 제한 시약이기도 합니다.

디클로르가 제한 반응물임을 알게 되면 이론적 수율을 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

그런 다음 AlCl 3 ( M(AlCl 3 ) ) 의 몰 질량을 사용하여 이론적 수율의 몰수를 그램으로 변환한 다음 수율 백분율을 계산합니다.

마지막으로 화학 반응의 백분율 또는 실제 수율이 계산됩니다.

그리고 우리가 분석하고 있는 예의 경우 다음과 같습니다.