Theoretische opbrengstdefinitie in chemie

Theoretische opbrengst is de hoeveelheid van een product verkregen uit de volledige omzetting van het beperkende reagens in een chemische reactie. Het is de hoeveelheid product die het gevolg is van een perfecte (theoretische) chemische reactie, en dus niet hetzelfde als de hoeveelheid die u daadwerkelijk krijgt van een reactie in het laboratorium. Theoretische opbrengst wordt meestal uitgedrukt in grammen of mol.

In tegenstelling tot de theoretische opbrengst is de werkelijke opbrengst de hoeveelheid product die daadwerkelijk door een reactie wordt geproduceerd. De werkelijke opbrengst is meestal een kleinere hoeveelheid omdat weinig chemische reacties verlopen met 100% efficiëntie vanwege het verlies van het product en omdat er andere reacties kunnen optreden die het product verminderen. Soms is een werkelijke opbrengst meer dan een theoretische opbrengst, mogelijk vanwege een secundaire reactie die extra product oplevert of omdat het teruggewonnen product onzuiverheden bevat.

De verhouding tussen werkelijke opbrengst en theoretische opbrengst wordt meestal gegeven als percentage opbrengst:

Percentage opbrengst = massa van werkelijke opbrengst / massa van theoretische opbrengst x 100%

Theoretische opbrengst berekenen

Theoretische opbrengst wordt gevonden door de beperkende reactant van een evenwichtige chemische vergelijking te identificeren. Om het te vinden, is de eerste stap om de vergelijking in evenwicht te brengen, als deze onevenwichtig is.

De volgende stap is het identificeren van de beperkende reactant. Dit is gebaseerd op de molverhouding tussen de reactanten. De beperkende reactant wordt niet in overmaat gevonden, dus de reactie kan niet doorgaan nadat deze is opgebruikt.

Om de beperkende reactant te vinden:

1. Als de hoeveelheid reactanten wordt vermeld in mol, zet u de waarden om in gram.
2. Deel de massa van de reactant in gram door zijn molecuulgewicht in gram per mol.
3. Als alternatief kunt u voor een vloeibare oplossing de hoeveelheid reactantoplossing in milliliters vermenigvuldigen met de dichtheid ervan in gram per milliliter. Deel vervolgens de resulterende waarde door de molaire massa van de reagens.
4. Vermenigvuldig de massa verkregen met behulp van beide methoden met het aantal mol reactant in de evenwichtige vergelijking.
5. Nu ken je de moedervlekken van elke reactant. Vergelijk dit met de molaire verhouding van de reactanten om te beslissen welke in overmaat beschikbaar is en welke het eerst zal opgebruikt worden (de beperkende reactant).

Zodra u de beperkende reactant hebt geïdentificeerd, vermenigvuldigt u de mol beperkende reactietijden de verhouding tussen mol beperkende reactant en product uit de evenwichtige vergelijking. Dit geeft u het aantal mol van elk product.

Om de grammen product te krijgen, vermenigvuldigt u de mol van elk product met zijn molecuulgewicht.

Bijvoorbeeld, in een experiment waarin u acetylsalicylzuur (aspirine) bereidt uit salicylzuur, weet u uit de evenwichtige vergelijking voor aspirinesynthese dat de molverhouding tussen het beperkende reagens (salicylzuur) en het product (acetylsalicylzuur) 1 is: 1.

Als u 0,00153 mol salicylzuur heeft, is de theoretische opbrengst:

Theoretische opbrengst = 0,00153 mol salicylzuur x (1 mol acetylsalicylzuur / 1 mol salicylzuur) x (180,2 g acetylsalicylzuur / 1 mol acetylsalicylzuur

Theoretische opbrengst = 0,276 gram acetylsalicylzuur

Bij het bereiden van aspirine krijgt u dat bedrag natuurlijk nooit. Als u te veel krijgt, heeft u waarschijnlijk overtollig oplosmiddel of is uw product onzuiver. Waarschijnlijker wordt u veel minder omdat de reactie niet 100 procent zal doorgaan en u een product verliest dat probeert het te herstellen (meestal op een filter).