A kémiai reakció elméleti hozama a korlátozó reagens teljes átalakulásával nyert termék mennyisége . Ez az (elméleti) tökéletes kémiai reakcióból származó termék mennyisége, ezért nem egyezik meg a laboratóriumi reakció során ténylegesen kapott mennyiséggel. Az elméleti hozamot általában grammban vagy mólban fejezik ki.
Az elméleti hozamtól eltérően a tényleges hozam az a termékmennyiség, amelyet a reakció ténylegesen termel . A tényleges hozam általában kisebb mennyiség, mivel kevés kémiai reakció 100%-os hatékonyságú, mivel a termék visszanyerésében veszteség lép fel; Más reakciók is előfordulhatnak, amelyek csökkentik a termék mennyiségét. Néha azonban a tényleges kitermelés magasabb, mint az elméleti hozam, feltehetően valamilyen mellékreakció miatt, amely további termékhez vezet, vagy azért, mert a kinyert termék szennyeződéseket tartalmaz.
A tényleges és az elméleti hozam arányát gyakran százalékos hozamként fejezik ki :
Százalékos hozam = tényleges hozamtömeg / elméleti hozamtömeg százalékban.
Az elméleti hozam kiszámításának eljárása
Az elméleti hozamot akkor találjuk meg, ha a kiegyensúlyozott kémiai egyenletből a korlátozó reagenst azonosították. Ennek megtalálásához az első lépés az egyenlet módosítása, ha nem.
A következő lépés a korlátozó reagens azonosítása a reaktánsok közötti mólarány alapján . Ahogy a neve is sugallja, a korlátozó reagens nincs feleslegben, így a reakció nem folytatódhat, ha elfogy.
A korlátozó reagens megtalálásának eljárása a következő:
- Ha a reagensek számát mólokban adjuk meg, akkor az értékeket grammra kell konvertálni.
- Osszuk el a reaktáns grammban megadott tömegét a gramm/molban megadott molekulatömegével.
- Folyékony oldat esetén egy másik számítási módszer a reaktív oldat milliliterben kifejezett mennyiségének megszorzása annak gramm per milliliterben megadott sűrűségével. Ezután a kapott értéket elosztjuk a reagens móltömegével.
- Szorozzuk meg a már tárgyalt módszerek bármelyikével kapott tömeget a kiegyensúlyozott egyenletben szereplő reaktáns móljainak számával.
- Most már ismeri az egyes reagensek móljait. Hasonlítsa össze ezt a reaktánsok mólarányával, és döntse el, melyik áll rendelkezésre feleslegben, és melyik fogy el először: ez utóbbi lesz a korlátozó reagens.
Miután azonosította a korlátozó reagenst, szorozza meg a korlátozó reakció móljait a korlátozó reagens móljainak és a már illesztett egyenlet szorzatának arányával. Ez az eredmény megfelel az egyes termékek móljainak számának.
A termék grammszámának meghatározásához szorozza meg az egyes termékek móljait a molekulatömegükkel.
Lássunk egy példát:
Egy olyan kísérletben, amelyben acetilszalicilsavat (aszpirint) állítanak elő szalicilsavból, az aszpirin szintézisének kiegyensúlyozott egyenletéből ismert, hogy a korlátozó reagens (szalicilsav) és a termék (acetilszalicilsav) közötti mólarány 1: 1.
Ha 0,00153 mol szalicilsavval rendelkezik, az elméleti hozam a következő:
Elméleti hozam = 0,00153 mol szalicilsav x (1 mol acetilszalicilsav/1 mol szalicilsav) x (180,2 g acetilszalicilsav/1 mol acetilszalicilsav).
Elméleti hozam = 0,276 g acetilszalicilsav
Természetesen az aszpirin elkészítésekor soha nem kapja meg ezt a mennyiséget. Ha túl sokat kap, akkor valószínűleg túl sok az oldószer, vagy a termék szennyezett. Valószínűleg sokkal kevesebbet fog kapni, mert a reakció nem megy 100%-ban, és mindig elveszik valamilyen termék a visszanyerés során (általában a szűrőben marad).