Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM3 - PAŹDZIERNIK 2016



PYTANIE NR 22.
W wyniku reakcji 20 g tlenku magnezu z wodą otrzymano 20 g wodorotlenku magnezu. Oblicz wydajność reakcji.
MMg = 24 g/mol, MO = 16 g/mol, MH = 1 g/mol
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wydajność to stosunek masy rzeczywiście otrzymanej do masy teoretycznej. Z 20 g MgO oblicza się liczbę moli, a następnie teoretyczną masę Mg(OH)2 (1:1). Masa molowa MgO = 40 g/mol, Mg(OH)2 = 58 g/mol, więc m_teor = 29 g. Wydajność = 20/29·100% ≈ 68,9%.

Pełne wyjaśnienie:

Reakcja zachodzi zgodnie z równaniem: MgO + H2O → Mg(OH)2. Współczynniki stechiometryczne wynoszą 1:1, więc 1 mol tlenku magnezu daje 1 mol wodorotlenku magnezu (przy założeniu pełnego przereagowania i braku strat).

Krok 1. Masa molowa substratu i produktu
MgO: M = 24 + 16 = 40 g/mol.
Mg(OH)2: M = 24 + 2·(16+1) = 24 + 34 = 58 g/mol.

Krok 2. Obliczenie ilości moli MgO
n(MgO) = m/M = 20 g / 40 g/mol = 0,5 mol.

Krok 3. Masa teoretyczna Mg(OH)2
Ze stechiometrii 1:1: n(Mg(OH)2) = 0,5 mol.
mteor = n·M = 0,5 mol · 58 g/mol = 29 g.

Krok 4. Wydajność reakcji
mrzecz = 20 g, mteor = 29 g.
W = (mrzecz/mteor)·100% = (20/29)·100% ≈ 68,97% ≈ 68,9%.

Dlaczego pozostałe wyniki są niepoprawne?

  • Wartość 20% zwykle wynika z błędnego przyjęcia, że "wydajność = masa produktu/masa substratu", bez przeliczenia na masę teoretyczną wynikającą ze składu produktu.
  • Wartość 48,2% może wynikać z użycia nieprawidłowej masy molowej produktu (np. pominięcia atomów tlenu lub wodoru) albo z błędu w przeliczeniu moli.
  • Wartość 79,2% bywa skutkiem błędnego założenia, że masa teoretyczna produktu jest mniejsza (np. przez nieuwzględnienie, że do produktu "dochodzi" masa wody).

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze najpierw policz mteor z równania reakcji; dopiero potem licz procentową wydajność. Kontrola sensu: mteor produktu jest większa niż masa MgO, bo dołącza się składnik z wody.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest wydajność reakcji i jak się ją liczy?

Wydajność reakcji to porównanie ilości produktu otrzymanej z ilością teoretyczną wynikającą ze stechiometrii równania reakcji.

Wzór: W = (mrzecz/mteor) · 100%. Najpierw wyznacz mteor, dopiero potem licz procent.

Jak zapisać równanie reakcji MgO z wodą?

Reakcja tlenku magnezu z wodą prowadzi do wodorotlenku magnezu:

MgO + H2O → Mg(OH)2

Współczynniki są równe 1:1, co jest kluczowe przy obliczaniu ilości moli produktu z ilości moli substratu.

Dlaczego masa teoretyczna Mg(OH)2 jest większa niż masa MgO?
Ponieważ w produkcie znajduje się nie tylko magnez i tlen z MgO, ale także wodór i dodatkowy tlen pochodzące z wody. W bilansie masy "dochodzi" masa reagenta H2O, więc mteor produktu może być większa niż masa samego MgO.
Jak policzyć masę molową MgO i Mg(OH)2 w takim zadaniu?

Dodajesz masy atomowe z wzoru sumarycznego:

  • MgO: 24 + 16 = 40 g/mol
  • Mg(OH)2: 24 + 2·(16+1) = 24 + 34 = 58 g/mol

To podstawa do przeliczenia gramów na mole i odwrotnie.

Jakie są typowe błędy przy obliczaniu wydajności reakcji?
Najczęściej: (1) liczenie wydajności z mas substratu zamiast z masy teoretycznej produktu, (2) zła masa molowa (np. pominięcie H w OH), (3) nieuwzględnienie stosunku molowego z równania, (4) zaokrąglanie zbyt wcześnie. Pomaga zapis kroków: n → mteor → %.
Czy do obliczeń wydajności zawsze potrzebna jest woda jako substrat w równaniu?
W obliczeniach stechiometrycznych uwzględniasz wszystkie reagenty z równania, ale jako "czynnik ograniczający" zwykle bierzesz ten, którego ilość jest podana lub który jest w niedomiarze. Jeśli woda jest w nadmiarze, wystarczy policzyć mteor z podanej ilości MgO.
Jak rozpoznać, że reakcja ma stosunek molowy 1:1?
Wynika to z uzgodnionego równania reakcji. Gdy po zbilansowaniu współczynniki przed MgO i Mg(OH)2 są równe 1, oznacza to, że 1 mol substratu daje 1 mol produktu. Zawsze najpierw bilansuj równanie, a dopiero potem przeliczaj mole.
Czy wynik wydajności może być większy niż 100%?
Teoretycznie nie powinien. Wynik >100% zwykle oznacza błąd pomiaru lub obecność zanieczyszczeń, np. produkt jest wilgotny, zawiera domieszki albo nie został dosuszony. W zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się, że dane są poprawne i wydajność mieści się w zakresie 0–100%.
Kiedy w laboratorium technika analityka używa się pojęcia wydajności?
Gdy ocenia się, czy synteza lub przygotowanie związku przebiegło poprawnie, np. podczas strącania osadów, otrzymywania soli lub wodorotlenków. Wydajność pomaga porównać wynik z teorią, wykryć straty na filtracji/przelewaniu i ocenić, czy proces wymaga optymalizacji.
Jak szybko sprawdzić, czy obliczona wydajność ma sens w tym zadaniu?
Wykonaj kontrolę "na logikę": Mg(OH)2 ma większą masę molową (58) niż MgO (40), więc z 20 g MgO masa teoretyczna produktu musi być >20 g (dokładnie 29 g). Skoro otrzymano 20 g, wydajność musi być mniejsza niż 100%, w okolicy 20/29 ≈ 0,69.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 50% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że wydajność to stosunek masy rzeczywiście otrzymanej do masy teoretycznej.

Źródła:

  • OpenStax Chemistry 2e, Chapter 4 (Stoichiometry of Chemical Reactions), section on theoretical yield and percent yield, https://openstax.org/details/books/chemistry-2e (dostęp: 2026-03-01)
  • Khan Academy: Percent yield (chemistry) – omówienie definicji i sposobu obliczeń, https://www.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions-stoichiome/percent-yield/v/percent-yield (dostęp: 2026-03-01)
  • IUPAC Gold Book: definicja "yield (of reaction)" / "reaction yield", https://goldbook.iupac.org/ (hasło: yield) (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik chemii ogólnej: rozdział o stechiometrii i wydajności reakcji
  • Zbiór zadań maturalnych/technicznych ze stechiometrii (reakcje tlenków i wodorotlenków)
  • Notatki/ściąga: wzory na n=m/M oraz wydajność = (m_rzecz/m_teor)·100%
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego