Theoretische Ausbeutedefinition in der Chemie

Die theoretische Ausbeute ist die Menge eines Produkts, die aus der vollständigen Umwandlung des limitierenden Reaktanten in eine chemische Reaktion erhalten wird. Dies ist die Produktmenge, die aus einer perfekten (theoretischen) chemischen Reaktion resultiert und daher nicht mit der Menge identisch ist, 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 tatsächliche Ausbeute die Menge an Produkt, die tatsächlich durch eine Reaktion erzeugt wird. Die tatsächliche Ausbeute ist normalerweise geringer, da nur wenige chemische Reaktionen mit einem Wirkungsgrad von 100% ablaufen, da das Produkt durch Verluste zurückgewonnen wird und andere Reaktionen auftreten können, die das Produkt reduzieren. 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 prozentuale Ausbeute angegeben:

Prozentuale Ausbeute = Masse der tatsächlichen Ausbeute / Masse der theoretischen Ausbeute x 100 Prozent

So berechnen Sie den theoretischen Ertrag

Die theoretische Ausbeute wird ermittelt, indem der Grenzreaktant einer ausgeglichenen chemischen Gleichung identifiziert wird. Um es zu finden, ist der erste Schritt, die Gleichung auszugleichen, wenn sie nicht ausgeglichen ist.

Der nächste Schritt ist die Identifizierung des limitierenden Reaktanten. Dies basiert auf dem Molverhältnis zwischen den Reaktanten. Der einschränkende Reaktant ist nicht im Überschuss vorhanden, so dass die Reaktion nicht weitergehen kann, sobald sie aufgebraucht ist.

Um den limitierenden Reaktanten zu finden:

1. Wenn die Menge der Reaktanten in Mol angegeben ist, rechnen Sie die Werte in Gramm um.
2. Teilen Sie die Masse des Reaktanten in Gramm durch sein Molekulargewicht in Gramm pro Mol.
3. 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.
4. Multiplizieren Sie die nach beiden Methoden erhaltene Masse mit der Anzahl der Mol des Reaktanten in der ausgeglichenen Gleichung.
5. Jetzt kennen Sie die Mole jedes Reaktanten. Vergleichen Sie dies mit dem Molverhältnis der Reaktanten, um zu entscheiden, welches im Überschuss verfügbar ist und welches zuerst aufgebraucht wird (der limitierende Reaktant)..

Sobald Sie den limitierenden Reaktanten identifiziert haben, multiplizieren Sie die Mol limitierender Reaktionszeiten mit dem Verhältnis zwischen Mol limitierendem Reaktanten und Produkt aus der ausgeglichenen Gleichung. Dies gibt Ihnen die Anzahl der Mole jedes Produkts.

Um die Gramm des Produkts zu erhalten, multiplizieren Sie die Mole jedes Produkts mit seinem Molekulargewicht.

In einem Experiment, in dem Sie Acetylsalicylsäure (Aspirin) aus Salicylsäure herstellen, wissen Sie beispielsweise aus der ausgewogenen Gleichung für die Aspirinsynthese, dass das Molverhältnis zwischen dem Grenzreaktanten (Salicylsäure) und dem Produkt (Acetylsalicylsäure) 1 beträgt: 1.

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 einen Lösungsmittelüberschuss oder Ihr Produkt ist unrein. Wahrscheinlicher ist, dass Sie viel weniger erhalten, da die Reaktion nicht zu 100 Prozent abläuft und Sie ein Produkt verlieren, das versucht, es wiederherzustellen (normalerweise auf einem Filter)..