化學反應理論產量計算機

根據限量反應物與平衡反應係數,求出產物的最大質量。

理論產量計算
輸入限量反應物與產物資料,並使用平衡化學反應式中的係數。

關於理論產量

理論產量是限量反應物完全消耗時,依平衡化學反應式預測可得的最大產物量。它是規劃合成及評估實驗結果的基準。本計算機先將限量反應物質量換算為莫耳數,套用化學計量係數比,再將預測的產物莫耳數換回質量。結果假設理想轉化,沒有競爭反應或物料損失。 平衡反應式不可或缺,因為係數表示莫耳關係,而不是質量關係。先用反應物質量除以其莫耳質量,得到反應物莫耳數;再乘上產物係數除以反應物係數的比值;最後將產物莫耳數乘以產物莫耳質量。係數應採用平衡反應中適當的最簡整數或精確化學計量值。化學式下標與反應式係數用途不同,不應混淆。 輸入的反應物必須是限量反應物。若提供兩種以上反應物,應先各自換算成莫耳數,再分別計算可生成的產物量。預測產物量最少的反應物會限制反應。過量反應物無法決定理論產量,因為限量反應物耗盡後,它仍有剩餘。純度也很重要:若秤取試劑不純,請先將質量乘以其質量分率,再使用本計算機。 實際產量是實驗中回收的產物質量。百分產率等於實際產量除以理論產量,再乘以100。反應可能不完全或可逆、可能生成副產物,也可能在轉移、過濾、洗滌、乾燥或純化時損失產物,因此實際產量通常較低。表觀產率超過100%常表示殘留溶劑、雜質、乾燥不完全或測量誤差,而非生成額外產物。 請使用正確化學式計算莫耳質量,必要時納入水合狀態。本工具接受正的化學計量係數,不會從多種試劑中自動判定限量反應物。除非相關效應已反映在輸入的限量質量中,否則也不考慮平衡、選擇性或試劑純度。計算過程保留較多位數,最後依測量精度及實驗室報告規則取捨質量。

理論產量範例

這些範例說明質量換算與係數比如何決定最大產物量。

反應資料理論產量化學計量關係
10 g,50 g/mol;反應物係數2,產物係數1;產物100 g/mol10 g產物兩莫耳反應物生成一莫耳產物。
18 g,18 g/mol;反應物係數1,產物係數2;產物44 g/mol88 g產物一莫耳反應物生成兩莫耳產物。
5 g,25 g/mol;係數比1:1;產物40 g/mol8 g產物一比一的莫耳關係。

如何計算理論產量

  1. 平衡反應式,並找出限量反應物。
  2. 輸入限量反應物質量與莫耳質量。
  3. 輸入平衡反應式中的反應物與產物係數。
  4. 輸入產物莫耳質量,計算最大產物質量。
  5. 依輸入測量值的精度取捨結果。

常見問題

什麼是理論產量?

它是由限量反應物依化學計量預測的最大產物量,假設完全轉化且沒有損失或副反應。

如何找出限量反應物?

用平衡反應式分別計算每種可用反應物可能生成的產物莫耳數。生成產物量最少的就是限量反應物。

為什麼需要莫耳質量?

平衡反應式描述的是莫耳數關係,而非公克數。莫耳質量將實測反應物質量換成莫耳數,再將預測產物莫耳數換回質量。

實際產量能超過理論產量嗎?

經確認純淨且乾燥的產物不應超過化學計量最大值。超過100%的數值通常表示溶劑、污染或測量問題。

試劑純度如何影響產量?

化學計量計算只應使用有效反應物的質量。輸入前,請將秤取質量乘以純度分率。