HIỆU SUẤT LÀ GÌ? CÔNG THỨC TÍNH HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG

Hiệu suất là gì? Công thức tính hiệu suất phản ứng là gì? Phương pháp nào để tính nhanh hiệu suất? Cùng chúng tôi tìm hiểu trình tự các bước thực hiện để xác định được hiệu suất của các phản ứng hóa học một cách chính xác nhất.

I.Hiệu suất là gì?

Hiệu suất (thường có thể đo lường được) chính là khả năng hạn chế lãng phí vật liệu, nổ lực, năng lượng, tiền của hay thời gian để có thể thực hiện một việc gì đó hoặc để tạo ra một kết quả mong muốn. Nói chung lại, hiệu suất là khả năng thực hiện một việc nào đó mà không gây lãng phí. Trong nhiều thuật ngữ khoa học và toán học, hiệu suất là thước đo theo mức độ mà đầu vào cũng được sử dụng cho cùng một mục đích, chức năng, nhiệm vụ có yêu cầu đầu ra.

Thông thường, nó đặc biệt bao gồm những khả năng của một ứng dụng nhất định nổ lực để sản xuất nên một kết quả cụ thể nào đó với một số tiền thấp nhất có thể hay số lượng chi phí, chất thải và nổ lực không cần thiết. Hiệu quả được đề cập đến rất khác nhau về đầu vào và đầu ra trong những lĩnh vực những ngành công nghiệp khác nhau.

II.Công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học:

1.Công thức để tính hiệu suất của một phản ứng hóa học – Ví dụ cụ thể:

Cho một phản ứng hóa học bất kỳ: X + Y -> Z

Hiệu suất của phản ứng:

H = số mol phản ứng x 100% / số mol ban đầu.

Hay cũng có thể được tính theo khối lượng:

H = Khối lượng thu được trên thực tế x 100% / Khối lượng thu được tính trên phương trình.

Chú ý: Tính hiệu suất dựa trên số mol chất thiếu (số mol nhỏ)

Từ công thức trên ta cũng có thể tính được:

nZ = nXpư = (nX ban đầu x H) / 100

nX ban đầu cần dùng: n X ban đầu = (nZ x 100)/H

2.Công thức để tính khối lượng các chất tham gia khi đã có hiệu suất:

Vì hiệu suất của phản ứng nhỏ hơn 100%, cho nên lượng chất tham gia trên thực tế được đem vào phản ứng cần phải nhiều hơn để có thể bù vào sự hao hụt. Sau khi đã tính khối lượng chất tham gia dựa trên phương trình phản ứng, ta sẽ có khối lượng những chất tham gia khi có hiệu suất:

mlt = (mtt x 100) / H

3. Công thức để tính khối lượng sản phẩm khi đã có hiệu suất:

Vì hiệu suất có phản ứng nhỏ hơn  100%, cho nên lượng sản phẩm trên thực tế thu được sẽ phải nhỏ hơn nhiều sự hao hụt. Tiếp theo, sau khi khối lượng của sản phẩm theo phương trình được phản ứng, chúng ta có thể tính khối lượng của sản phẩm khi có hiệu suất sau:

Mtt = (mlt x H) / 100

III.Một số ví dụ cụ thể:

Khi nung 0,1 mol chất CaCO3 chúng ta thu được 0,08 mol CaO. Từ phản ứng hóa học xảy ra, hãy tính hiệu suất. Trong ví dụ trên ta có thể giải bài toán theo hai cách:

Cách giải 1:

Theo phản ứng chúng ta có được là 0,1 mol CaCO3 tạo ra 0,1 mol CaO. Tuy vậy trên thực tế ta chỉ thu được 0,08 mol CaO. Vì vậy nên đối với CaO lượng tính toán theo phản ứng có được là 0,1 (còn được gọi là khối lượng theo cơ sở lý thuyết) và lượng chắc chắn ta thu được là 0,08 mol (được gọi là lượng thực tế).

Hiệu suất phản ứng H (%) = (lượng thực tế/ lượng lý thuyết) x 100 = (0,08 / 0,1) x 100 = 80%

Cách giải 2:

Theo phương trình ta có, để thu được 0,08 mol vôi sống CaO ta cần phải có 0,08 mol CaCO3. Tuy nhiên trên đề bài lại cho nung 0,1 mol CaCO3.

Nói tóm lại, đối với CaCO3 lượng tính toán xét theo phản ứng là 0,08 (được gọi là lượng lý thuyết). Và lượng chắc chắn cần phải có là 0,1 (được gọi là lượng trên thực tế).

Khi tính hiệu suất của phản ứng thì chúng ta cần phải xác định xem mình cần phải dựa vào tác chất hay là sản phẩm để có được công thức phù hợp để tính.

Nếu căn cứ vào sản phẩm thì công thức tính là: H = (lượng thực tế / lượng lý thuyết) x 100.

Nếu căn cứ vào tác chất thì công thức tính là: H = (lượng lý thuyết / lượng thực tế ) x 100.

Theo kinh nghiệm, khi gặp những dạng bài tập tính toán hiệu suất ta không cần quan tâm đến thực tế hay lý thuyết gì cả. Mà cứ thực hiện tính toán như bình thường, căn cứ vào sản phẩm hay tác chất tùy ý. Tiếp theo đó, đối chiếu lượng trên đề bài cho xem giá trị nào nhỏ và giá trị nào lớn.

Hiệu suất = (Giá trị nhỏ / Giá trị lớn) x 100