Randamentul teoretic într-o reacție chimică este cantitatea de produs obținută din conversia completă a reactantului limitator . Aceasta este cantitatea de produs rezultată dintr-o reacție chimică (teoretică) perfectă și, prin urmare, nu este aceeași cu cantitatea obținută efectiv atunci când reacția are loc în laborator. Randamentul teoretic este exprimat în mod obișnuit în termeni de grame sau moli.
Spre deosebire de randamentul teoretic, randamentul real este cantitatea de produs pe care o produce de fapt o reacție . Randamentul real este de obicei o cantitate mai mică, deoarece puține reacții chimice sunt 100% eficiente deoarece există o pierdere în recuperarea produsului; Pot să apară și alte reacții care reduc produsul. Cu toate acestea, uneori, randamentul real este mai mare decât randamentul teoretic, posibil datorită unei reacții secundare care duce la un produs suplimentar sau deoarece produsul recuperat conține impurități.
Raportul dintre randamentul real și randamentul teoretic este adesea exprimat ca randament procentual :
Randament procentual = Masa de randament reală / Masa de randament teoretică, în procente.
Procedura de calcul a randamentului teoretic
Randamentul teoretic se găsește odată ce reactivul limitator din ecuația chimică echilibrată a fost identificat. Pentru a-l găsi, primul pas este să ajustați ecuația dacă nu este.
Următorul pas este identificarea reactantului limitator, pe baza raportului molar dintre reactanți. După cum sugerează și numele, reactivul limitator nu este în exces, astfel încât reacția nu poate continua odată ce este epuizat.
Procedura de găsire a reactantului limitator este următoarea:
- Dacă numărul de reactanți este dat în moli, convertiți valorile în grame.
- Împărțiți masa reactantului în grame la greutatea sa moleculară în grame pe mol.
- Pentru o soluție lichidă, o altă metodă de calcul este de a înmulți cantitatea de soluție reactivă în mililitri cu densitatea acesteia în grame pe mililitru. Apoi se împarte valoarea rezultată la masa molară a reactantului.
- Înmulțiți masa, obținută prin oricare dintre metodele deja discutate, cu numărul de moli de reactant din ecuația echilibrată.
- Acum cunoașteți molii fiecărui reactant. Comparați acest lucru cu raportul molar al reactanților pentru a decide care este disponibil în exces și care va fi consumat primul: acesta din urmă va fi reactantul limitator.
Odată ce ați identificat reactantul limitator, înmulțiți molii reacției limitative cu raportul dintre molii reactantului limitator și produsul ecuației deja adaptate. Acest rezultat corespunde numărului de moli ai fiecărui produs.
Pentru a obține gramele de produs, înmulțiți molii fiecărui produs cu greutatea sa moleculară.
Să vedem un exemplu:
Într-un experiment în care acidul acetilsalicilic (aspirina) este preparat din acid salicilic, se știe din ecuația echilibrată pentru sinteza aspirinei că raportul molar dintre reactantul limitator (acid salicilic) și produs (acid 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 de acid acetilsalicilic
Desigur, atunci când prepari o aspirină nu primești niciodată acea cantitate. Dacă primești prea mult, probabil că ai exces de solvent sau produsul tău este impur. Cel mai probabil veți obține mult mai puțin, deoarece reacția nu se procesează 100% și un produs se va pierde întotdeauna încercând să-l recupereze (de obicei, lăsat în filtru).
