Die theoretische Ausbeute ist die Menge von a Produkt erhalten aus der vollständigen Umwandlung des limitierenden Reaktanten in eine chemische Reaktion. Dies ist die Menge an Produkt, die aus einer perfekten (theoretischen) chemischen Reaktion resultiert, und daher nicht die Menge, die Sie tatsächlich aus einer Reaktion im Labor erhalten. Die theoretische Ausbeute wird üblicherweise in Gramm oder Mol ausgedrückt.
Im Gegensatz zur theoretischen Ausbeute ist die tatsächlicher Ertrag ist die Menge an Produkt, die tatsächlich durch eine Reaktion erzeugt wird. Die tatsächliche Ausbeute ist normalerweise geringer, da nur wenige chemische Reaktionen mit einer Effizienz von 100% ablaufen wegen des Verlustes, der das Produkt zurückgewinnt, und weil andere Reaktionen auftreten können, die das reduzieren Produkt. Manchmal ist eine tatsächliche Ausbeute mehr als eine theoretische Ausbeute, möglicherweise aufgrund einer Nebenreaktion, die zusätzliches Produkt ergibt, oder weil das zurückgewonnene Produkt Verunreinigungen enthält.
Das Verhältnis zwischen tatsächlicher Ausbeute und theoretischer Ausbeute wird am häufigsten als angegeben prozentuale Ausbeute:
Prozent Ausbeute = Masse der tatsächlichen Ausbeute / Masse der theoretischen Ausbeute x 100 Prozent
Berechnung der theoretischen Ausbeute
Die theoretische Ausbeute ergibt sich aus der Identifizierung des Grenzreaktanten einer ausgeglichenen chemischen Gleichung. Um es zu finden, ist der erste Schritt zu balanciere die Gleichung, wenn es unausgeglichen ist.
Der nächste Schritt besteht darin, den limitierenden Reaktanten zu identifizieren. Dies basiert auf dem Molverhältnis zwischen den Reaktanten. Der limitierende Reaktant wird nicht im Überschuss gefunden, so dass die Reaktion nicht ablaufen kann, sobald sie aufgebraucht ist.
So finden Sie den limitierenden Reaktanten:
- Wenn die Menge der Reaktanten in Mol angegeben ist, rechnen Sie die Werte in Gramm um.
- Teilen Sie die Masse des Reaktanten in Gramm durch sein Molekulargewicht in Gramm pro Mol.
- Alternativ können Sie für eine flüssige Lösung die Menge einer Reaktantenlösung in Millilitern mit ihrer Dichte in Gramm pro Milliliter multiplizieren. Teilen Sie dann den resultierenden Wert durch die Molmasse des Reaktanten.
- Multiplizieren Sie die mit beiden Methoden erhaltene Masse mit der Molzahl des Reaktanten in der ausgeglichenen Gleichung.
- Jetzt kennen Sie die Mol jedes Reaktanten. Vergleichen Sie dies mit dem Molverhältnis der Reaktanten, um zu entscheiden, welche im Überschuss verfügbar sind und welche zuerst verbraucht werden (der limitierende Reaktant).
Sobald Sie den limitierenden Reaktanten identifiziert haben, multiplizieren Sie die Mol der limitierenden Reaktionszeiten mit dem Verhältnis zwischen den Mol des limitierenden Reaktanten und dem Produkt aus der ausgeglichenen Gleichung. Dies gibt Ihnen die Anzahl der Mol jedes Produkts.
Um die Gramm Produkt zu erhalten, multiplizieren Sie die Mol jedes Produkts mit seinem Molekulargewicht.
Zum Beispiel wissen Sie in einem Experiment, in dem Sie Acetylsalicylsäure (Aspirin) aus Salicylsäure herstellen, aus dem ausgeglichene Gleichung für die Aspirinsynthese dass das Molverhältnis zwischen dem limitierenden Reaktanten (Salicylsäure) und dem Produkt (Acetylsalicylsäure) 1: 1 beträgt.
Wenn Sie 0,00153 Mol Salicylsäure haben, ist die theoretische Ausbeute:
Theoretische Ausbeute = 0,00153 Mol Salicylsäure x (1 Mol Acetylsalicylsäure / 1 Mol Salicylsäure) x (180,2 g Acetylsalicylsäure / 1 Mol Acetylsalicylsäure
Theoretische Ausbeute = 0,276 g Acetylsalicylsäure
Wenn Sie Aspirin zubereiten, erhalten Sie diese Menge natürlich nie. Wenn Sie zu viel bekommen, haben Sie wahrscheinlich überschüssiges Lösungsmittel oder Ihr Produkt ist unrein. Wahrscheinlicher ist, dass Sie viel weniger bekommen, weil die Reaktion nicht zu 100 Prozent abläuft und Sie ein Produkt verlieren, das versucht, es wiederherzustellen (normalerweise auf einem Filter).