Теоретический доход представляет собой количество продукт получается из полной конверсии ограничивающего реагента в химической реакции. Это количество продукта, полученного в результате идеальной (теоретической) химической реакции, и, следовательно, не совпадает с количеством, которое вы фактически получите от реакции в лаборатории. Теоретический урожай обычно выражается в граммах или молях.
В отличие от теоретического выхода, фактическая доходность количество продукта, фактически произведенного реакцией. Фактический выход обычно меньше, потому что немногие химические реакции протекают со 100% эффективностью. из-за потери восстанавливаемого продукта и из-за того, что могут происходить другие реакции, которые уменьшают продукт. Иногда фактический выход превышает теоретический выход, возможно, из-за вторичной реакции, которая дает дополнительный продукт, или потому что извлеченный продукт содержит примеси.
Соотношение между фактической и теоретической доходностью чаще всего определяется как процентная доходность:
Процентный выход = масса фактического урожая / масса теоретического урожая х 100 процентов
Как рассчитать теоретическую доходность
Теоретический выход определяется путем определения предельного реагента в сбалансированном химическом уравнении. Чтобы найти его, первым делом нужно сбалансировать уравнение, если он не сбалансирован.
Следующим шагом является определение ограничивающего реагента. Это основано на мольном соотношении между реагентами. Ограничивающий реагент не обнаружен в избытке, поэтому реакция не может продолжаться после его использования.
Чтобы найти ограничивающий реагент:
- Если количество реагентов указано в молях, конвертируйте значения в граммы.
- Разделите массу реагента в граммах на его молекулярную массу в граммах на моль.
- Альтернативно, для жидкого раствора вы можете умножить количество раствора реагента в миллилитрах на его плотность в граммах на миллилитр. Затем разделите полученное значение на молярную массу реагента.
- Умножьте массу, полученную любым из этих способов, на число молей реагента в сбалансированном уравнении.
- Теперь вы знаете родинки каждого реагента. Сравните это с молярным соотношением реагентов, чтобы решить, какой из них доступен в избытке, а какой израсходует первым (ограничивающий реагент).
После того как вы определили ограничивающий реагент, умножьте число молей ограничивающей реакции на отношение молей ограничивающего реагента и продукта из сбалансированного уравнения. Это дает вам количество родинок каждого продукта.
Чтобы получить граммы продукта, умножьте моли каждого продукта на его молекулярную массу.
Например, в эксперименте, в котором вы готовите ацетилсалициловую кислоту (аспирин) из салициловой кислоты, вы знаете из сбалансированное уравнение для синтеза аспирина что мольное соотношение между ограничивающим реагентом (салициловой кислотой) и продуктом (ацетилсалициловой кислотой) составляет 1: 1.
Если у вас 0,00153 моль салициловой кислоты, теоретический выход составляет:
Теоретический выход = 0,00153 моль салициловой кислоты х (1 моль ацетилсалициловой кислоты / 1 моль салициловой кислоты) х (180,2 г ацетилсалициловой кислоты / 1 моль ацетилсалициловой кислоты
Теоретический выход = 0,276 г ацетилсалициловой кислоты
Конечно, при приготовлении аспирина вы никогда не получите это количество. Если вы получаете слишком много, возможно, у вас избыток растворителя, иначе ваш продукт нечистый. Скорее всего, вы получите намного меньше, потому что реакция не будет проходить на 100 процентов, и вы потеряете некоторый продукт, пытаясь восстановить его (обычно на фильтре).