화학 반응의 이론적 수율은 얼마입니까?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

화학 반응의 이론적 수율은 제한 반응물의 완전한 전환에서 얻은 생성물의 양입니다 . 이것은 (이론적) 완전 화학 반응에서 생성된 생성물의 양이므로 실험실에서 반응이 발생할 때 실제로 얻은 양과 동일하지 않습니다. 이론적 수율은 일반적으로 그램 또는 몰로 표현됩니다.

이론적 수율과 달리 실제 수율은 반응이 실제로 생성하는 생성물의 양입니다 . 제품 회수에 손실이 있기 때문에 100% 효율적인 화학 반응이 거의 없기 때문에 실제 수율은 일반적으로 더 적은 양입니다. 제품을 감소시키는 다른 반응도 발생할 수 있습니다. 그러나 때로는 실제 수율이 이론 수율보다 높을 수 있는데, 이는 추가 제품으로 이어지는 일부 부반응 때문이거나 회수된 제품에 불순물이 포함되어 있기 때문일 수 있습니다.

실제 수율과 이론적 수율 사이의 비율은 종종 백분율 수율 로 표시됩니다 .

백분율 수율 = 실제 수율 질량/이론적 수율 질량(%).

이론적 수율 계산 절차

이론적 수율은 균형 화학 반응식에서 제한 시약이 확인되면 발견됩니다. 그것을 찾기 위한 첫 번째 단계는 그렇지 않은 경우 방정식을 조정하는 것입니다.

다음 단계는 반응물 간의 몰비를 기반으로 제한 반응물을 식별하는 것입니다. 이름에서 알 수 있듯이 제한 시약은 과잉이 아니므로 일단 소진되면 반응을 계속할 수 없습니다.

한계 반응물을 찾는 절차는 다음과 같습니다.

  1. 반응물의 수가 몰 단위로 주어지면 값을 그램으로 변환하십시오.
  2. 그램 단위의 반응물의 질량을 몰당 그램 단위의 분자량으로 나눕니다.
  3. 액체 용액의 경우 또 다른 계산 방법은 밀리리터 단위의 반응 용액의 양을 밀리리터당 그램 단위의 밀도로 곱하는 것입니다. 그런 다음 결과 값을 반응물의 몰 질량으로 나눕니다.
  4. 이미 논의한 방법으로 얻은 질량에 균형 방정식의 반응물의 몰수를 곱하십시오.
  5. 이제 각 반응물의 몰수를 알 수 있습니다. 이것을 반응물의 몰비와 비교하여 어떤 것이 과잉으로 이용 가능하고 어떤 것이 먼저 소비될 것인지 결정하십시오. 후자가 제한 반응물이 될 것입니다.

제한 반응물을 확인했으면 제한 반응물의 몰수에 이미 적용된 방정식의 곱에 대한 제한 반응물의 몰수 비율을 곱합니다. 이 결과는 각 제품의 몰수에 해당합니다.

제품의 그램을 얻으려면 각 제품의 몰에 분자량을 곱하십시오.

예를 보자:

살리실산으로부터 아세틸살리실산(아스피린)을 제조하는 실험에서, 아스피린의 합성을 위한 균형 방정식으로부터 제한 반응물(살리실산)과 생성물(아세틸살리실산) 사이의 몰비가 1:1이라는 것이 알려져 있다: 1.

0.00153몰의 살리실산이 있는 경우 이론적 수율은 다음과 같습니다.

이론적 수율 = 0.00153몰의 살리실산 x (1몰의 아세틸살리실산/1몰의 살리실산) x (180.2g의 아세틸살리실산/1몰의 아세틸살리실산).

이론적 수율 = 0.276g의 아세틸살리실산

물론 아스피린을 준비할 때 그 양을 얻지는 못합니다. 너무 많이 얻으면 솔벤트가 과도하거나 제품이 불순할 수 있습니다. 반응이 100% 처리되지 않고 일부 제품은 항상 복구하려고 시도하다가 손실되기 때문에(보통 필터에 남음) 훨씬 적게 얻을 수 있습니다.

Emilio Vadillo (MEd)
Emilio Vadillo (MEd)
(Licenciado en Ciencias, Master en Educación) - COORDINADOR EDITORIAL. Autor y editor de libros de texto. Editor (papel y digital). Divulgador científico.

Artículos relacionados