La resa teorica in una reazione chimica è la quantità di prodotto ottenuta dalla conversione completa del reagente limitante . È la quantità di prodotto risultante da una reazione chimica (teorica) perfetta e non è quindi la stessa quantità effettivamente ottenuta quando la reazione avviene in laboratorio. La resa teorica è comunemente espressa in termini di grammi o moli.
A differenza della resa teorica, la resa effettiva è la quantità di prodotto che una reazione effettivamente produce . La resa effettiva è solitamente una quantità inferiore, poiché poche reazioni chimiche sono efficienti al 100% perché c’è una perdita nel recupero del prodotto; Possono verificarsi anche altre reazioni che riducono il prodotto. Tuttavia, a volte la resa effettiva è superiore alla resa teorica, forse a causa di qualche reazione collaterale che porta a prodotto aggiuntivo, o perché il prodotto recuperato contiene impurità.
Il rapporto tra resa effettiva e resa teorica è spesso espresso come resa percentuale :
Resa percentuale = Massa resa effettiva / Massa resa teorica, in percentuale.
Procedura per il calcolo della resa teorica
La resa teorica si trova una volta identificato il reagente limitante dall’equazione chimica bilanciata. Per trovarlo, il primo passo è aggiustare l’equazione se non lo è.
Il passaggio successivo consiste nell’identificare il reagente limitante, in base al rapporto molare tra i reagenti. Come suggerisce il nome, il reagente limitante non è in eccesso, quindi la reazione non può continuare una volta esaurita.
La procedura per trovare il reagente limitante è la seguente:
- Se il numero di reagenti è espresso in moli, convertire i valori in grammi.
- Dividi la massa del reagente in grammi per il suo peso molecolare in grammi per mole.
- Per una soluzione liquida, un altro metodo di calcolo consiste nel moltiplicare la quantità di una soluzione reattiva in millilitri per la sua densità in grammi per millilitro. Quindi dividere il valore risultante per la massa molare del reagente.
- Moltiplicare la massa, ottenuta con uno qualsiasi dei metodi già discussi, per il numero di moli di reagente nell’equazione bilanciata.
- Ora conosci le moli di ciascun reagente. Confronta questo con il rapporto molare dei reagenti per decidere quale è disponibile in eccesso e quale sarà consumato per primo: quest’ultimo sarà il reagente limitante.
Una volta identificato il reagente limitante, moltiplica le moli della reazione limitante per il rapporto tra le moli del reagente limitante e il prodotto dell’equazione già adattata. Questo risultato corrisponde al numero di moli di ciascun prodotto.
Per ottenere i grammi di prodotto, moltiplicare le moli di ciascun prodotto per il suo peso molecolare.
Vediamo un esempio:
In un esperimento in cui l’acido acetilsalicilico (aspirina) viene preparato dall’acido salicilico, è noto dall’equazione bilanciata per la sintesi dell’aspirina che il rapporto molare tra il reagente limitante (acido salicilico) e il prodotto (acido acetilsalicilico) è 1: 1.
Se hai 0,00153 moli di acido salicilico, la resa teorica è:
Resa teorica = 0,00153 mol di acido salicilico x (1 mol di acido acetilsalicilico/1 mol di acido salicilico) x (180,2 g di acido acetilsalicilico/1 mol di acido acetilsalicilico).
Resa teorica = 0,276 grammi di acido acetilsalicilico
Naturalmente, quando prepari un’aspirina non ottieni mai quella quantità. Se ne prendi troppo, probabilmente hai un eccesso di solvente o il tuo prodotto è impuro. Molto probabilmente otterrai molto meno, perché la reazione non viene elaborata al 100% e parte del prodotto andrà sempre perso cercando di recuperarlo (di solito lasciato nel filtro).
