يحاول الكيميائيون دائماً تحسين ظروف التفاعل، وصولاً إلى ناتج فعلي قريب من الناتج النظري، لكن هناك عوامل تجعل الناتج الفعلي أقل من الناتج النظري، فيصبح المردود المئوي للتفاعلات أقل من 100%.

 

ماهية المردود المئوي

 

يُعرف المردود المئوي للتفاعل هو النسبة المئوية للناتج الفعلي إلى الناتج النظري للتفاعل الكيميائي، حيث يُعرف الناتج النظري هو أكبر كتلة يمكن الحصول عليها من استهلاك كتلة معلومة من إحدى المواد المتفاعلة، بينما يُعرف الناتج الفعلي هو الكتلة الناتجة عملياً في المختبر أو الصناعة.

 

يمكن التعبير عن المردود المئوي رياضياً بالمعادلة التالية:

 

المردود المئوي =(كتلة الناتج الفعلي /كتلة الناتج النظري) *100%.

 

العوامل التي تقلل من قيمة المردود المئوي

 

  • عدم اكتمال التفاعل.

 

  • استعمال مواد متفاعلة غير نقية.

 

  • فقدان جزء من كمية الناتج عن طريق ترشيحه أو نقله من إناء إلى آخر.

 

  • الخطأ التراكمي في القياس.

 

مسائل حسابية على المردود المئوي

 

مثال (1): سخن 120 غرام من ثاني أكسيد السيليكون مع كمية كافية من الكربون حسب المعادلة التالية:

SiO_{2} +3Crightarrow SiC +2CO_{2}.

فإذا نتج عملياً في المختبر 50 غرام من كربيد السيليكون، فاحسب المردود المئوي للتفاعل؟

الحل: كتلة المادة المتفاعلة =120 غرام.

كتلة المادة الناتجة =50 غرام.

لحساب المردود المئوي يجب علينا أن نحسب الناتج النظري للمادة الناتجة (الكتلة النظرية):

أولاً نحسب عدد مولات المادة المعطاة كتلتها  (120) SiO_{2}:

عدد مولات ثاني أكسيد السيليكون  =كتلة ثاني أكسيد السيليكون /الكتلة المولية لثاني أكسيد السيليكون.

أي أن:

عدد مولات SiO_{2} =كتلة SiO_{2} /الكتلة المولية SiO_{2}.

عدد مولات SiO_{2} =120 غرام SiO_{2} *(1مول SiO_{2}/60 غرام SiO_{2}).

عدد مولات SiO_{2} =2 مول.

بالرجوع للمعادلة الكيميائية الموزونة، نلاحظ أن عدد مولات كربيد السيليكون = عدد مولات ثاني أكسيد السيليكون = 2 مول.

كتلة كربيد السيليكون النظرية = عدد مولات كربيد السيليكون * الكتلة المولية لكربيد السيليكون.

كتلة كربيد السيليكون النظرية SiC = 2مول SiC * (40 غرام SiC /1مول SiC ).

كتلة كربيد السيليكون النظرية= 80 غرام SiC.

الآن نطبق قانون المردود المئوي بعد الحصول على كتلة الناتج النظري.

المردود المئوي =(كتلة الناتج الفعلي / كتلة الناتج النظري) *100%.

المردود المئوي =(50/80) *100%.

المردود المئوي=(62.5)%.

 

مثال (2): تتفاعل كبريتات الصوديوم الهيدروجينية مع هيدروكسيد الصوديوم لإنتاج كبريتات الصوديوم الذائبة والماء حسب المعادلة التالية:

NaHSO_{4} +NaOH rightarrow Na_{2}SO_{4} +H_{2}O

ثم يُبخر الماء للحصول على كبريتات الصوديوم الصلبة، فإذا علمت أن المردود المئوي لمادة =80%، احسب تركيز محلول هيدروكسيد الصوديوم إذا تفاعل 500 مل منه مع ما يلزم من كبريتات الصوديوم الهيدروجينية لإنتاج 72 غرام من كبريتات الصوديوم الذائبة فعلياً من التفاعل؟

 

الحل: المردود المئوي= (كتلة الناتج الفعلي / كتلة الناتج النظري) *100%.

80%= (72 غرام Na_{2}SO_{4} /كتلة Na_{2}SO_{4} النظرية) *100%.

بعد التعويض تكون كتلة Na_{2}SO_{4} النظرية =90 غرام.

عدد مولات Na_{2}SO_{4} =كتلة Na_{2}SO_{4} /الكتلة المولية Na_{2}SO_{4}.

عدد مولات Na_{2}SO_{4}= 90 غرام Na_{2}SO_{4} *(1مول Na_{2}SO_{4}/142 غرام Na_{2}SO_{4}).

بعد التعويض عدد مولات Na_{2}SO_{4} =0.63 مول Na_{2}SO_{4}.

وهي تساوي عدد مولات NaOH.

تركيز NaOH= عدد مولات (مول)/ الحجم (لتر).

تركيز NaOH= (0.63 مولNaOH /0.5لتر) =(1.26) مول /لتر NaOH.

 

المصدر

كتاب المختصر في حل مسائل الكيمياء التحليلية أ. د منذر سليم عبد اللطيف، 2019م الكيمياء التحليلي، التحليل الطيفي، الجزء الأول ، أ-كريش كوف كتاب أسس الكيمياء التحليلية، دوغلاس أ.سكوج، 1986م كتاب الكيمياء التحليلية العملي، جون إج كندي، 2019م

اترك تعليقًا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.