한계 반응물의 질량, 몰 질량, 균형 맞춘 반응식의 몰 비로 반응의 이론 수율을 구합니다.
입력
가장 먼저 소진되어 수율을 제한하는 한계 반응물의 질량입니다.
g/mol
원자량의 합으로 구한 한계 반응물의 몰 질량입니다.
균형 맞춘 반응식에서 생성물 계수와 한계 반응물 계수의 비입니다. H₂가 한계 반응물인 2H₂ + O₂ → 2H₂O에서 H₂O 대 H₂의 비는 2 ÷ 2 = 1입니다.
g/mol
만들려는 생성물의 몰 질량입니다.
결과
값을 입력하면 계산 결과가 표시됩니다.
g
생성물의 최대 질량: 생성물의 몰 수 × 생성물 몰 질량.
세부 정보
생성되는 생성물의 몰 수: (반응물 질량 ÷ 반응물 몰 질량) × 몰 비.
이론 수율이란
이론 수율은 모든 것이 완벽하게 진행될 때, 즉 한계 반응물이 손실 없이 모두 생성물로 바뀔 때 반응이 만들 수 있는 생성물의 최대량입니다. 실제로 측정한 수율을 비교하는 기준이 되며, 이를 계산하는 것은 거의 모든 양론 문제의 필수적인 첫 단계입니다.
이론 수율 구하는 방법
계산은 언제나 같은 세 단계를 따르며, 한 식으로 정리됩니다.
mtheo=Mrctmrct×r×Mprod
기호
의미
단위
m₍rct₎
한계 반응물의 질량
g
M₍rct₎
한계 반응물의 몰 질량
g/mol
r
몰 비 (생성물 ÷ 반응물)
—
M₍prod₎
생성물의 몰 질량
g/mol
m₍theo₎
이론 수율
g
말로 풀면, 반응물 질량을 몰 수로 환산하고, 균형 맞춘 반응식의 몰 비로 키운 뒤, 생성물의 몰 수를 다시 그램으로 환산합니다.
계산 예시
2H₂ + O₂ → 2H₂O(H₂가 한계 반응물)에서 수소 4.0 g으로 물이 얼마나 생기는지 구해 보겠습니다.
① H₂의 몰 수: 4.0 ÷ 2.016 = 1.98 mol
② H₂O : H₂의 몰 비 = 2 : 2 = 1이므로 H₂O의 몰 수 = 1.98 mol
③ H₂O의 질량: 1.98 × 18.015 = 35.7 g
몰 비 구하기
몰 비는 균형 맞춘 반응식의 계수에서 곧바로 나옵니다. 생성물 계수를 한계 반응물 계수로 나눕니다.
반응
생성물 : 반응물
몰 비
2H₂ + O₂ → 2H₂O (H₂ 한계)
2 H₂O : 2 H₂
1
N₂ + 3H₂ → 2NH₃ (H₂ 한계)
2 NH₃ : 3 H₂
0.667
2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃ (Al)
2 AlCl₃ : 2 Al
1
한계 반응물 찾기
한계 반응물은 가장 먼저 소비되어 수율을 제한합니다. 찾으려면 각 반응물을 몰 수로 환산한 뒤 균형 맞춘 반응식의 계수로 나누고, 그 값이 가장 작은 것을 고릅니다. 이론 수율은 그 반응물을 기준으로 하며, 나머지는 과량으로 일부 남습니다.
이론 수율에서 백분율 수율로
이론 수율을 구한 뒤 실제로 회수한 생성물을 달아 백분율 수율을 구합니다.
백분율수율=이론수율실제수율×100%
실제 반응은 부반응, 불완전한 전환, 취급 과정에서 물질을 잃으므로 실제 수율, 따라서 백분율 수율도 거의 항상 100%보다 낮습니다.
이렇게 구한 이론 수율과 실제 수율로 효율을 비교하려면 백분율 수율 계산를 사용하면 됩니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
이론 수율은 어떻게 계산합니까?
이론 수율은 세 단계로 구합니다. ① 한계 반응물의 질량을 그 몰 질량으로 나눠 몰 수로 환산하고, ② 균형 맞춘 반응식에서 생성물 대 반응물의 몰 비를 곱하고, ③ 생성물의 몰 수를 생성물 몰 질량으로 다시 그램으로 환산합니다. 한 식으로 쓰면 이론 수율 = (반응물 질량 ÷ 반응물 몰 질량) × 몰 비 × 생성물 몰 질량입니다.
한계 반응물이란 무엇입니까?
한계 반응물은 가장 먼저 완전히 소비되어 반응을 멈추게 하고 생성물의 최대량을 정하는 반응물입니다. 찾으려면 각 반응물을 몰 수로 환산한 뒤 균형 맞춘 반응식의 계수로 나누고, 그 값이 가장 작은 것이 한계 반응물입니다. 이론 수율 계산은 항상 한계 반응물을 기준으로 해야 하며, 나머지는 과량으로 남습니다.
몰 비는 어떻게 구합니까?
몰 비는 균형 맞춘 화학 반응식의 계수에서 곧바로 나옵니다. 원하는 생성물의 계수를 한계 반응물의 계수로 나눕니다. 예를 들어 H₂가 한계 반응물인 N₂ + 3H₂ → 2NH₃에서 NH₃ 대 H₂의 비는 2 ÷ 3 ≈ 0.667입니다. 그 값을 몰 비 칸에 입력합니다.
이론 수율은 백분율 수율과 어떤 관계입니까?
이론 수율은 반응이 완벽할 때 얻을 수 있는 생성물의 이상적인 최대량입니다. 실제 수율은 실제로 얻은 양으로, 거의 항상 더 적습니다. 백분율 수율 = (실제 ÷ 이론) × 100이 효율을 나타냅니다. 따라서 먼저 이론 수율을 계산한 뒤 실제 생성물을 달아 백분율 수율을 구합니다.