Kemibegrepp: procentuell avkastning eller procentuell avkastning

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


Det procentuella utbytet, även kallat procentuellt utbyte, är ett förhållande som talar om för oss hur mycket av en produkt från en kemisk reaktion som faktiskt erhålls genom att utföra nämnda reaktion för varje 100 delar som förväntas erhållas från produkten baserat på stökiometriska beräkningar. Med andra ord, det motsvarar den procentandel av den mängd produkt som förväntas erhållas från en kemisk reaktion som faktiskt erhålls.

Till exempel, om det procentuella utbytet av en reaktion är 85 %, betyder det att för varje 100 gram (eller mol eller ton eller milligram, etc.) av produkt som förväntades erhållas, erhölls den faktiskt, experimentellt, endast 85 gram (eller mol, ton, milligram eller annat).

Av logiska skäl och på grund av lagen om bevarande av materia, som indikerar att den inte kan skapas eller förstöras, utan endast omvandlas, kan avkastningsprocenten aldrig vara större än 100 %. Om detta inte var fallet skulle ett procentuellt utbyte större än 100 % indikera att mer produkt erhålls än vad som är möjligt från mängden närvarande reaktanter. Detta skulle vara likvärdigt med att låtsas få två eller flera kakor med ingredienserna för att bara göra en.

Formel för procentuell avkastning

Formeln för procentuell avkastning (som betecknas med %R) har samma form som alla andra procentsatser:

Formel för procentuell avkastning eller procentuell avkastning

där %R är det procentuella utbytet, RR avser det faktiska utbytet och RT motsvarar det teoretiska utbytet.

I denna formel kan båda fraktionsutbytena rapporteras i vilken enhet som helst som på något sätt representerar mängden produkt som erhålls eller förväntas erhållas. Det enda villkoret är att båda är i samma enheter och att de handlar om samma substans. Till exempel kan utbytet motsvara massan av en viss produkt, dess antal mol, dess volym, etc.

En annan viktig aspekt att notera är det faktum att det inte nödvändigtvis behöver beräknas från kvantiteter av en produkt som produceras. Procentuella utbyten kan också beräknas från de förbrukade mängderna av en reaktant som förbrukades under reaktionen.

Teoretisk och experimentell prestation, varför skiljer de sig åt?

När vi blandar två eller flera reaktanter för att utföra en kemisk reaktion, kan vi med enkel stökiometri beräkna mängden produkt som vi bör få från de kända mängderna av reaktanterna som vi tillsätter. Eftersom denna mängd produkt (refererad till som utbytet) beräknas från de stökiometriska förhållandena för den kemiska reaktionen, hänvisas den till som det teoretiska utbytet.

Å andra sidan är mängden produkt som vi faktiskt får när vi blandar mängderna av reaktanter och utför den kemiska reaktionen, vad som kallas experimentellt utbyte, praktiskt utbyte eller faktisk utbyte .

I det ideala fallet skulle vi få exakt samma kvantitet produkt som den som beräknats med stökiometri. I detta fall skulle den procentuella avkastningen vara 100 %. Det finns dock en mängd olika faktorer som gör att den experimentella prestandan aldrig är lika med den teoretiska. Några av dessa faktorer är:

  • Experimentella mätfel både i mängden blandade reagenser och i vägningen eller bestämningen av mängden erhållen produkt.
  • Förekomsten av föroreningar i reagenserna.
  • Förekomsten av kemiska jämvikter som hindrar reaktionen från att fortskrida till fullbordan eftersom en del av produkterna omvandlas tillbaka till reaktanter.
  • Reaktionshastigheten. Om reaktionen är mycket långsam och vi stoppar den i förtid får vi mindre produkt än förväntat.
  • Förluster av reaktanter och produkter under processerna för överföring av ämnen från en behållare till en annan.
  • Förekomsten av parallella kemiska reaktioner som äventyrar en del av reagenserna, bland annat.

Många av dessa faktorer kan kontrolleras till viss del, men de flesta kommer alltid att vara närvarande.

Betydelsen av avkastningsprocent

Procentuell avkastning är ett väsentligt begrepp inom kemi eftersom det låter oss förstå och jämföra hur effektiv en kemisk reaktion eller en syntetisk väg är för att producera en produkt. Ju högre utbyte, dvs desto närmare 100 %, gör att reaktionen har fortskridit i högre grad och att det mesta av produkten kan utvinnas och vägas.

Å andra sidan indikerar ett lågt procentuellt utbyte att en stor del av de reagens som reagerats inte kunde omvandlas till den önskade produkten. Detta har allvarliga konsekvenser ur ekonomisk synvinkel, eftersom det ökar mängden reaktanter som måste kombineras för att erhålla en given mängd produkt.

Exempel på procentuell avkastningsberäkning

Exempel 1

påstående

Lämpliga mängder ättiksyra och etanol blandas för att syntetisera 20,00 kg etylacetat. Vid genomförande av reaktionen erhölls 15,00 kg av etylacetatet. Bestäm det procentuella utbytet av reaktionen.

Lösning

Det första du ska göra i det här fallet är att extrahera data från uttalandet. Eftersom de 15,00 kg etylacetat är den mängd som faktiskt erhålls, motsvarar detta det faktiska utbytet. Samtidigt är mängden etylacetat som bör erhållas, det vill säga det teoretiska utbytet, 20 kg. Med denna information kan vi tillämpa formeln för procentuell avkastning:

procentuell avkastning eller procentuell avkastning

Svar

Reaktionen har ett procentuellt utbyte av 75 %.

Exempel 2

påstående

100 mol vätgas reageras med tillräckligt med syre för att producera vatten. Reaktionen inblandad är :

vattenbildning

Genom att utföra den kemiska reaktionen erhölls 900 g vatten. Bestäm det procentuella utbytet av reaktionen.

Lösning

I detta fall anges det experimentella utbytet (vilket är 900 g vatten), men det teoretiska utbytet anges inte. Men vi vet mängden av en av reaktanterna som användes för att utföra reaktionen (väte), så vi kan beräkna hur mycket vatten som skulle ha erhållits med hjälp av en uppsättning stökiometriska förhållanden:

procentuell avkastning eller procentuell avkastning
procentuell avkastning eller procentuell avkastning

Nu när vi har den teoretiska avkastningen kan vi beräkna den procentuella avkastningen:

procentuell avkastning eller procentuell avkastning

Svar:

Reaktionen har endast 50 % utbyte. Det betyder att den bara ger hälften av vad den skulle kunna ge.

Referenser

-Annons-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Flamfärgtestet