Definiția randamentului teoretic în chimie

Randamentul teoretic este cantitatea unui produs obținut din conversia completă a reactantului limitant într-o reacție chimică. Este cantitatea de produs rezultată dintr-o reacție chimică (teoretică) perfectă și, prin urmare, nu este aceeași cu cantitatea pe care o veți obține într-o reacție în laborator. Randamentul teoretic este exprimat frecvent în termeni de grame sau alunițe.

Spre deosebire de randamentul teoretic, randamentul real este cantitatea de produs produsă efectiv printr-o reacție. Randamentul efectiv este de obicei o cantitate mai mică, deoarece puține reacții chimice continuă cu eficiență de 100% din cauza pierderii în recuperarea produsului și pentru că pot apărea alte reacții care reduc produsul. Uneori, un randament real este mai mult decât un randament teoretic, posibil datorită unei reacții secundare care produce un produs suplimentar sau pentru că produsul recuperat conține impurități.

Raportul dintre randamentul real și randamentul teoretic este cel mai adesea sub formă de procent randament:

Procent randament = Masa randamentului efectiv / Masa randamentului teoretic x 100 la sută

Cum se calculează randamentul teoretic

Randamentul teoretic se găsește prin identificarea reactantului limitant al unei ecuații chimice echilibrate. Pentru a-l găsi, primul pas este echilibrarea ecuației, dacă este dezechilibrată.

Următorul pas este identificarea reactantului limitant. Aceasta se bazează pe raportul aluniței dintre reactanți. Reactivul limitant nu se găsește în exces, astfel încât reacția nu poate continua odată ce s-a epuizat.

Pentru a găsi reactantul de limitare:

1. Dacă cantitatea de reactanți este dată în alunițe, convertiți valorile în grame.
2. Împărțiți masa reactantului în grame la greutatea sa moleculară în grame pe aluniță.
3. Alternativ, pentru o soluție lichidă, puteți înmulți cantitatea unei soluții reactante în mililitri cu densitatea sa în grame pe mililitru. Apoi, împărțiți valoarea rezultată la masa molară a reactantului.
4. Înmulțiți masa obținută utilizând oricare dintre metode cu numărul de moli de reactanți în ecuația echilibrată.
5. Acum știți alunițele fiecărui reactant. Comparați acest lucru cu raportul molar al reactanților pentru a decide care este disponibil în exces și care se va obișnui mai întâi (reactantul limitant).

După ce identificați reactantul de limitare, înmulțiți alunitele de limitare a reacției de timp raportul dintre alunitele de reactant limitant și produs din ecuația echilibrată. Acest lucru vă oferă numărul de alunițe pentru fiecare produs.

Pentru a obține grame de produs, înmulțiți alunitele fiecărui produs cu greutatea sa moleculară.

De exemplu, într-un experiment în care prepari acidul acetilsalicilic (aspirina) din acidul salicilic, știi din ecuația echilibrată pentru sinteza aspirinei că raportul aluniței dintre reactivul limitant (acid salicilic) și produsul (acidul acetilsalicilic) este 1: 1.

Dacă aveți 0,00153 moli de acid salicilic, randamentul teoretic este:

Randament teoretic = 0,00153 mol acid salicilic x (1 mol acid acetilsalicilic / 1 mol acid salicilic) x (180,2 g acid acetilsalicilic / 1 mol acid acetilsalicilic

Randament teoretic = 0,276 grame acid acetilsalicilic

Desigur, atunci când prepari aspirină, nu vei primi niciodată această sumă. Dacă obțineți prea mult, probabil că aveți exces de solvent sau altfel produsul dvs. este impur. Mai probabil, veți obține mult mai puțin, deoarece reacția nu va continua 100 la sută și veți pierde un produs care încearcă să-l recupereze (de obicei pe un filtru).