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各化合物には原子の組み合わせが含まれており、理論上のパーセントを理解する1つの方法は、それを化合物内の特定の元素のパーセンテージと同等にすることです。この割合は、原子の数ではなく、化合物の質量に対する元素の総質量に基づくものではありません。
理論パーセントを理解する別の方法は、化学反応の欠点です。どの反応においても、反応に関与する各元素の総モル質量を保存する必要があります。すべての反応物と生成物の化学式がわかっている限り、各生成物の質量を計算できます。これは、その製品の理論収量です。多くの理由で、実際の収量はほとんど常に少なくなります。理論収量に対する実際の収量の比率により、パーセント収量と呼ばれる量が得られます。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
化合物中の元素の理論パーセントを計算するには、元素のモル質量を化合物の質量で除算し、100を掛けます。化学反応では、生成物のパーセント収率は、理論収量で割った実際の収量です。 100倍します。
要素の理論パーセントの計算
化合物の各元素の理論パーセントを計算するには、化合物の化学式を知る必要があります。これを知って、各元素の原子質量を調べてそれらを足し合わせることにより、化合物の質量を計算できます。要素の記号の後に添字が付いている場合、合計を行う前にその要素の質量に添字を掛けます。化合物の質量がわかったら、その元素の原子質量(式でそれに続く添字を掛けたもの)を化合物の質量で除算し、100を掛けて、各元素の理論パーセントを計算します。
例:メタン中の炭素の理論上の割合(CH4)?
周期表で質量を見つけます。 1モルの炭素(C)の原子質量は12.01 gで、水素(H)の原子質量は1.01 gで、2桁に丸められます。
炭素と水素の質量を合計します。分子には4つの水素原子があり、下付き文字で示されているため、水素の質量に4を掛けることを忘れないでください。これにより、メタン分子の質量は16.05 gになります。
炭素の質量をメタンの質量で割り、100を掛けます。
(12.01 ÷ 16.05) × 100 = 74.83%
メタンには4つの水素原子と1つの炭素原子しか含まれていませんが、炭素が化合物の4分の3を占めていることに注意してください。
反応の収率の計算
反応の平衡方程式から反応中の特定の生成物の理論収量を計算し、実験により実際の収量を決定します。実際の収量を予測する方法はありません。それを測定する必要があります。パーセント利回りは、実際の利回りを理論的利回りで割って100を掛けたものです。
例:炭酸カルシウム(CaCO3)重炭酸カルシウム(CaO)と二酸化炭素(CO2)。 CaCO 16 gの場合3 が7.54 g CaOを産出する場合、CaOのパーセント収率はいくらですか?
反応の平衡方程式は次のとおりです。CaCO3 -> CaO + CO2.
測定された炭酸カルシウムの質量(16 g)を化合物のモル質量(100 g)で割り、16÷100 = 0.16モルを得ます。
方程式によれば、1モルのCaCO3 1モルのCaOを生成するため、0.16モルのCaCO3 0.16モルのCaOを生成します。 CaOのモル質量は56 gなので、化合物の0.16モル= 56 g×0.16 = 8.96 gです。
この実験では、CaOが7.54 gしか回収されなかったため、収率は次のとおりです。
(7.54 ÷ 8.96) × 100 = 84.15%