Wydajność procentowa porównuje masę produktu otrzymaną w doświadczeniu z masą produktu obliczoną teoretycznie ze stechiometrii reakcji.
1) Równanie reakcji
Po nasyceniu roztworu siarkowodorem zachodzi reakcja strącania siarczku miedzi(II):
CuSO4 + H2S → CuS↓ + H2SO4
Z równania wynika stosunek molowy: 1 mol CuSO4 daje 1 mol CuS.
2) Obliczenie ilości moli CuSO4
Najpierw liczymy masę molową (przykładowo dla CuSO4 bezwodnego):
M(CuSO4) = M(Cu) + M(S) + 4·M(O)
Następnie:
n(CuSO4) = 16,00 g / M(CuSO4)
3) Masa teoretyczna CuS
Skoro stechiometria wynosi 1:1, to:
n(CuS) = n(CuSO4)
Obliczamy masę molową CuS:
M(CuS) = M(Cu) + M(S)
i masę teoretyczną osadu:
mteor(CuS) = n(CuS) · M(CuS)
Wychodzi około 9,6 g CuS.
4) Wydajność procentowa
Masa otrzymana po odsączeniu i wysuszeniu wynosi 8,64 g, więc:
W = (mrzeczyw / mteor) · 100%
W ≈ (8,64 / 9,6) · 100% ≈ 90%
Dlaczego pozostałe wartości są błędne?
- 87% zwykle wynika z błędu rachunkowego (np. złe masy molowe lub zaokrąglenia na zbyt wczesnym etapie).
- 98% może pojawić się po przyjęciu niewłaściwej masy teoretycznej (np. błędna stechiometria albo pominięcie przeliczenia molowego).
- 100% oznaczałoby brak strat i idealny przebieg, co w praktyce (sączenie, przenoszenie osadu, suszenie) jest mało prawdopodobne i nie zgadza się z obliczeniami z podanych danych.
Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach o wydajności zawsze najpierw ustal stechiometrię z równania reakcji, potem policz masę teoretyczną, a dopiero na końcu wstaw masę rzeczywistą i oblicz procent.
