百分产率比较得到的产物与方程式预测的最大量。百分纯度比较目标物质的质量与整个样品的质量。它们回答不同的问题,分母也不同。
本课承接计算百分产率,属于浓度、气体与产率计算。
两种量度有何不同?
产率讲的是做出了多少。纯度讲的是样品里含有什么。一份质量 100 g 的样品,可能只含有 80 g 目标物质。
产率以方程式得出的理论质量为分母。纯度以样品本身的质量为分母。
它们如何在同一道题里结合?
产物不纯时,测得的质量偏高,不能算作真实产率。纯产物的质量等于样品质量乘以以分数表示的纯度。真实的百分产率就用这个纯质量来算。
步骤如下:
- 求纯质量 = 样品质量 × 纯度 ÷ 100,或样品质量减去杂质质量。
- 求理论质量,方法与上一课相同。
- 用纯质量除以理论质量,再乘以 100。
例题
数字为练习而虚构。 某反应的产物理论质量为 6.00 g。收集到的固体质量为 5.60 g,分析显示其中 0.35 g 是杂质。
步骤 1,纯质量: 5.60 − 0.35 = 5.25 g。
步骤 2,百分纯度: 5.25 ÷ 5.60 × 100 = 93.75%,保留三位有效数字为 93.8%。
步骤 3,表观产率(使用整个样品): 5.60 ÷ 6.00 × 100 = 93.3%。
步骤 4,真实产率(只用纯产物): 5.25 ÷ 6.00 × 100 = 87.5%。
检查: 6.00 × 0.875 = 5.25 g,与纯质量吻合。
请注意,93.3% 的表观产率夸大了结果。杂质增加了质量,但那不是目标产物。
要留意的错误
常见的失误是把不纯样品的实测质量直接当作实际产率。
错误做法: 百分产率 = 5.60 ÷ 6.00 × 100 = 93.3%,忽略了杂质。
学生用了整个样品的质量,而只有纯的部分才算作产物。
纠正方法是在做任何除法之前先问:“这份质量里有多少是目标物质?“如果题目提到纯度、杂质或污染物,先减或先乘,再与理论质量比较。
自我检测
试做下面的题目,再打开答案。
1. 某样品质量 8.0 g,含有 7.6 g 目标化合物。求百分纯度。
显示答案
7.6 ÷ 8.0 × 100 = 95%。
2. 某产物的理论质量为 10.0 g。学生得到 9.0 g 纯度为 90% 的固体。求真实的百分产率。
显示答案
纯质量 = 9.0 × 0.90 = 8.1 g。产率 = 8.1 ÷ 10.0 × 100 = 81%。
3. 某固体的熔点很尖锐,并与参考值吻合。这能告诉你它的百分产率吗?请用一句话解释。
显示答案
不能。 熔点尖锐且与预期值吻合,表明纯度高,但纯度无法说明与理论质量相比做出了多少产物。
接下来学什么?
接下来学解释计算背后的假设,说明结果为什么与预测不同。摩尔与方程式比例辅导工具可以帮你检查理论质量这一步。
学生在考试答案里把产率和纯度混在一起,错误通常出在分母。老师在一对一线上化学补习中可以要求你在除之前先给每个质量贴上标签,这样很快就能纠正。