Wat is de theoretische opbrengst?

Theoretische opbrengst van een chemische reactie is de hoeveelheid verkregen van een product van een reactie waarbij de beperkende reactant volledig werd geconsumeerd.Hoewel chemici leren om chemische vergelijkingen in evenwicht te brengen, zal in de praktijk één reactant in minder dan stoichiometrische hoeveelheden aanwezig zijn.De reactant beperkt hoeveel product mogelijk is uit de reactie.De methode om de theoretische opbrengst te berekenen is eenvoudig.Het toepassen van deze berekening in een echte wereldomgeving is nuttiger, maar complexer.

In de eerste stap van de berekening van de theoretische opbrengst wordt de evenwichtige chemische vergelijking geschreven en wordt de verhouding van mol van elke reactant onderzocht.De hoeveelheid van elke reactant wordt bepaald door het wegen van reagentia, het meten van concentraties of het gebruik van standaardoplossingen.De beperkende reactant wordt gevonden door de hoeveelheid reactanten die aanwezig zijn in mol van elke reactant te converteren en te bepalen, gebaseerd op de verhoudingen van de eerste stap, die reactant zal opraken voordat de andere reactanten allemaal worden gebruikt.De verhouding van mol product tot mol beperkende reactant uit de gebalanceerde vergelijking wordt vermenigvuldigd met de mol beperkende reactant die beschikbaar is om de mol product te vinden.Met behulp van het molecuulgewicht van het product wordt dit antwoord omgezet in gram van product of andere geschikte maatregel.

In het laboratorium beginnen chemici met een voorgestelde reactie.De reactieproducten worden voorspeld en bevestigd door experiment.Een evenwichtige chemische vergelijking wordt geschreven met behulp van kennis van de reactie.Gezien de startconcentraties van elke reactant, wordt de beperkende reactant gekozen en wordt de opbrengst berekend op basis van die reactant die volledig wordt omgezet in product.In toekomstige experimenten of steekproefanalyse zal de werkelijke opbrengst worden vergeleken met de theoretische opbrengst en de oorzaak van productverlies bepaald.

Om de theoretische opbrengst te berekenen, is het noodzakelijk om de reactanten en producten van de reactie te kennen.Dit kan complexer zijn in echte industriële omgevingen in vergelijking met laboratoriumomstandigheden.De reactie kan bijvoorbeeld plaatsvinden binnen een zure of basisvoorwaarde, en er kan corrosie zijn van pijpen die metalen afgeven die als katalysatoren kunnen werken.Laboratoriumberekeningen moeten worden ondersteund door monsters die zijn ontleend aan het interesse proces.

Typisch kunnen anorganische reacties, met name die die een vast neerslag of een vluchtig product produceren, worden uitgevoerd onder omstandigheden die volledige reactie van de beperkende reactant opleveren.Deze reacties kunnen vaak bijna 100% van de theoretische opleveren.Organische reacties produceren vaak veel meer bijproducten vanwege minder zuivere reactantstromen en de veelheid van mogelijke reacties.Industriële processen met organische reacties in de industrie leveren zelden resultaten op die de theoretische opbrengst naderen.Deze processen vereisen meestal latere scheidings- en zuiveringsstappen.