Jaka jest teoretyczna wydajność reakcji chemicznej?

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


Teoretyczna wydajność reakcji chemicznej to ilość produktu otrzymanego z całkowitej przemiany reagenta ograniczającego . Jest to ilość produktu wynikająca z (teoretycznie) doskonałej reakcji chemicznej, a zatem nie jest taka sama, jak ilość faktycznie uzyskana, gdy reakcja zachodzi w laboratorium. Teoretyczna wydajność jest zwykle wyrażana w gramach lub molach.

W przeciwieństwie do wydajności teoretycznej, rzeczywista wydajność to ilość produktu, którą faktycznie wytwarza reakcja . Rzeczywista wydajność jest zwykle mniejsza, ponieważ niewiele reakcji chemicznych jest w 100% wydajnych, ponieważ występuje strata w odzyskiwaniu produktu; Mogą również zachodzić inne reakcje zmniejszające produkt. Jednak czasami rzeczywista wydajność jest wyższa niż wydajność teoretyczna, prawdopodobnie z powodu jakiejś reakcji ubocznej prowadzącej do dodatkowego produktu lub dlatego, że odzyskany produkt zawiera zanieczyszczenia.

Stosunek między wydajnością rzeczywistą a wydajnością teoretyczną jest często wyrażany jako wydajność procentowa :

Wydajność procentowa = Rzeczywista masa wydajności / Masa wydajności teoretycznej, w procentach.

Procedura obliczania wydajności teoretycznej

Teoretyczną wydajność określa się po zidentyfikowaniu odczynnika ograniczającego ze zbilansowanego równania chemicznego. Aby go znaleźć, pierwszym krokiem jest dostosowanie równania, jeśli tak nie jest.

Następnym krokiem jest zidentyfikowanie ograniczającego reagenta na podstawie stosunku molowego między reagentami. Jak sama nazwa wskazuje, odczynnik ograniczający nie występuje w nadmiarze, więc reakcja nie może być kontynuowana po jego wyczerpaniu.

Procedura znajdowania ograniczającego reagenta jest następująca:

  1. Jeśli liczbę reagentów podano w molach, przelicz wartości na gramy.
  2. Podziel masę reagenta w gramach przez jego masę cząsteczkową w gramach na mol.
  3. W przypadku roztworu ciekłego inną metodą obliczania jest pomnożenie ilości reaktywnego roztworu w mililitrach przez jego gęstość w gramach na mililitr. Następnie podziel uzyskaną wartość przez masę molową reagenta.
  4. Pomnóż masę uzyskaną dowolną z wcześniej omówionych metod przez liczbę moli reagenta w zbilansowanym równaniu.
  5. Znasz teraz liczbę moli każdego reagenta. Porównaj to ze stosunkiem molowym reagentów, aby zdecydować, który jest dostępny w nadmiarze, a który zostanie zużyty jako pierwszy: ten ostatni będzie reagentem ograniczającym.

Po zidentyfikowaniu reagenta ograniczającego pomnóż liczbę moli reakcji ograniczającej przez stosunek moli reagenta ograniczającego do iloczynu już dopasowanego równania. Wynik ten odpowiada liczbie moli każdego produktu.

Aby uzyskać gramy produktu, pomnóż liczbę moli każdego produktu przez jego masę cząsteczkową.

Zobaczmy przykład:

W eksperymencie, w którym kwas acetylosalicylowy (aspiryna) jest przygotowywany z kwasu salicylowego, ze zbilansowanego równania syntezy aspiryny wiadomo, że stosunek molowy między reagentem ograniczającym (kwasem salicylowym) a produktem (kwasem acetylosalicylowym) wynosi 1: 1.

Jeśli masz 0,00153 mola kwasu salicylowego, teoretyczna wydajność wynosi:

Wydajność teoretyczna = 0,00153 mola kwasu salicylowego x (1 mol kwasu acetylosalicylowego/1 mol kwasu salicylowego) x (180,2 g kwasu acetylosalicylowego/1 mol kwasu acetylosalicylowego).

Wydajność teoretyczna = 0,276 grama kwasu acetylosalicylowego

Oczywiście, przygotowując aspirynę, nigdy nie dostaniesz takiej ilości. Jeśli dostaniesz za dużo, prawdopodobnie masz nadmiar rozpuszczalnika lub twój produkt jest zanieczyszczony. Najprawdopodobniej dostaniesz dużo mniej, ponieważ reakcja nie przebiega w 100%, a część produktu zawsze zostanie utracona, próbując go odzyskać (zwykle pozostawiona w filtrze).

-Reklama-

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

Co oznacza LD50?

co to jest boraks