Det teoretiska utbytet i en kemisk reaktion är mängden produkt som erhålls från fullständig omvandling av den begränsande reaktanten . Detta är mängden produkt som är resultatet av en (teoretisk) perfekt kemisk reaktion och är därför inte densamma som den mängd som faktiskt erhålls när reaktionen sker i laboratoriet. Teoretiskt utbyte uttrycks vanligen i termer av gram eller mol.
Till skillnad från det teoretiska utbytet är det faktiska utbytet mängden produkt som en reaktion faktiskt producerar . Det faktiska utbytet är vanligtvis en mindre mängd, eftersom få kemiska reaktioner är 100 % effektiva eftersom det finns en förlust i produktåtervinningen; Andra reaktioner som minskar produkten kan också förekomma. Emellertid är ibland det faktiska utbytet högre än det teoretiska utbytet, möjligen på grund av någon bireaktion som leder till ytterligare produkt, eller på grund av att den utvunna produkten innehåller föroreningar.
Förhållandet mellan faktisk avkastning och teoretisk avkastning uttrycks ofta som en procentuell avkastning :
Procent avkastning = faktisk skördemassa / teoretisk skördemassa, i procent.
Procedur för beräkning av teoretisk avkastning
Det teoretiska utbytet hittas när det begränsande reagenset från den balanserade kemiska ekvationen har identifierats. För att hitta den är det första steget att justera ekvationen om den inte är det.
Nästa steg är att identifiera den begränsande reaktanten, baserat på molförhållandet mellan reaktanterna. Som namnet antyder är det begränsande reagenset inte i överskott, så reaktionen kan inte fortsätta när den väl är slut.
Proceduren för att hitta den begränsande reaktanten är som följer:
- Om antalet reaktanter anges i mol, omvandla värdena till gram.
- Dela reaktantens massa i gram med dess molekylvikt i gram per mol.
- För en flytande lösning är en annan beräkningsmetod att multiplicera mängden av en reaktiv lösning i milliliter med dess densitet i gram per milliliter. Dela sedan det resulterande värdet med reaktantens molära massa.
- Multiplicera massan, erhållen med någon av de metoder som redan diskuterats, med antalet mol reaktant i den balanserade ekvationen.
- Du vet nu molerna för varje reaktant. Jämför detta med molförhållandet mellan reaktanterna för att avgöra vilken som är tillgänglig i överskott och vilken som kommer att konsumeras först: den senare kommer att vara den begränsande reaktanten.
När du har identifierat den begränsande reaktanten, multiplicera molerna av den begränsande reaktionen med förhållandet mellan molerna av den begränsande reaktanten och produkten av den redan inpassade ekvationen. Detta resultat motsvarar antalet mol av varje produkt.
För att få gram produkt, multiplicera molerna av varje produkt med dess molekylvikt.
Låt oss se ett exempel:
I ett experiment där acetylsalicylsyra (aspirin) framställs från salicylsyra, är det känt från den balanserade ekvationen för syntesen av aspirin att molförhållandet mellan den begränsande reaktanten (salicylsyra) och produkten (acetylsalicylsyra) är 1: 1.
Om du har 0,00153 mol salicylsyra är det teoretiska utbytet:
Teoretiskt utbyte = 0,00153 mol salicylsyra x (1 mol acetylsalicylsyra/1 mol salicylsyra) x (180,2 g acetylsalicylsyra/1 mol acetylsalicylsyra).
Teoretiskt utbyte = 0,276 gram acetylsalicylsyra
Naturligtvis, när du förbereder en aspirin får du aldrig den mängden. Om du får i dig för mycket har du förmodligen överskott av lösningsmedel eller så är din produkt oren. Du kommer med största sannolikhet att få mycket mindre, eftersom reaktionen inte behandlas till 100 % och någon produkt kommer alltid att gå förlorad när du försöker återvinna den (vanligtvis kvar i filtret).
