Aby obliczyć wydajność reakcji, potrzebujemy masy produktu otrzymanej w doświadczeniu oraz masy produktu, która powinna powstać teoretycznie z podanej ilości substratu (przy założeniu pełnego przereagowania i braku strat).
1) Równanie reakcji
Azotan(V) ołowiu(II) reaguje z jodkiem potasu w reakcji podwójnej wymiany z wytrąceniem osadu jodku ołowiu(II):
Pb(NO3)2 + 2KI → PbI2 + 2KNO3
2) Zależność stechiometryczna
Z równania wynika, że 1 mol Pb(NO3)2 daje 1 mol PbI2. To kluczowe: przechodzimy przez mole, a nie porównujemy mas "100 g → 120 g".
3) Obliczenie masy teoretycznej PbI2
Wyznaczamy masy molowe (wartości szkolne, z typowych mas atomowych):
- M(Pb(NO3)2) ≈ 207,2 + 2·(14,01 + 3·16,00) ≈ 331,2 g/mol
- M(PbI2) ≈ 207,2 + 2·126,90 ≈ 461,0 g/mol
Liczba moli Pb(NO3)2 w 100 g:
n = 100 g / 331,2 g/mol ≈ 0,302 mol.
Tyle samo moli PbI2 powstaje teoretycznie, więc masa teoretyczna:
mteor = 0,302 mol · 461,0 g/mol ≈ 139 g.
4) Wydajność
mrzecz = 120 g, więc:
W = (120 g / 139 g)·100% ≈ 86% (po zaokrągleniu).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 98% – odpowiadałoby sytuacji niemal pełnego uzysku; przy podanych danych stosunek 120/139 jest wyraźnie niższy.
- 42% – to typowy wynik po błędzie w proporcji (np. pomylenie mas molowych lub wzięcie niewłaściwego stosunku współczynników).
- 25% – zwykle wynika z pominięcia przejścia przez mole i użycia przypadkowej proporcji mas lub błędnego równania reakcji.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze najpierw bilansuj równanie, potem licz masę teoretyczną z mas molowych i dopiero na końcu wyznaczaj procent.
