Hvad er det teoretiske udbytte?

Det teoretiske udbytte af en kemisk reaktion er den opnåede mængde af et produkt af en reaktion, hvor den begrænsende reaktant blev fuldstændigt konsumeret.Mens kemikere lærer at afbalancere kemiske ligninger, vil en reaktant i praksis være til stede i mindre end støkiometriske mængder.Reaktanten vil begrænse, hvor meget produkt der er muligt fra reaktionen.Metoden til beregning af teoretisk udbytte er ligetil.Anvendelse af denne beregning i et reelt verdensmiljø er mere nyttigt, men mere kompliceret.

I det første trin i beregningen af teoretisk udbytte undersøges den afbalancerede kemiske ligning, og forholdet mellem mol for hver reaktant undersøges.Mængden af hver reaktant bestemmes ved at veje reagenser, måle koncentrationer eller ved anvendelse af standardopløsninger.Den begrænsende reaktant findes ved at omdanne mængden af reaktanter, der er til stede i mol af hver reaktant, og bestemmer, baseret på forholdet mellem det første trin, som reaktant vil løbe ud, før de andre reaktanter alle bruges.Forholdet mellem mol produkt og mol af begrænsende reaktant fra den afbalancerede ligning multipliceres med molen af begrænsende reaktant, der er tilgængelig for at finde produktmuller.Derefter ved hjælp af produktets molekylvægt konverteres dette svar til gram produkt eller anden passende måling.

I laboratoriet starter kemikere med en foreslået reaktion.Reaktionsprodukterne er forudsagt og bekræftet af eksperiment.En afbalanceret kemisk ligning skrives ved hjælp af viden om reaktionen.I betragtning af startkoncentrationerne af hver reaktant vælges den begrænsende reaktant, og udbyttet beregnes på baggrund af, at reaktanten konverteres fuldstændigt til produktet.I fremtidige eksperimenter eller prøveanalyse sammenlignes det faktiske udbytte med det teoretiske udbytte og årsager til produkttab bestemt.

For at beregne teoretisk udbytte er det nødvendigt at kende reaktanterne og produkterne i reaktionen.Dette kan være mere kompliceret i reelle industrielle miljøer sammenlignet med laboratorieforhold.Reaktionen kan for eksempel forekomme inden for en sur eller grundlæggende tilstand, og der kan være korrosion af rør, der frigiver metaller, der kan fungere som katalysatorer.Laboratorieberegninger skal understøttes af prøver trukket fra processen med interesse.

Typisk kan uorganiske reaktioner, især dem, der producerer et solidt bundfald eller et flygtigt produkt, udføres under betingelser, der giver fuldstændig reaktion af den begrænsende reaktant.Disse reaktioner kan ofte give tæt på 100% af det teoretiske.Organiske reaktioner producerer ofte mange flere biprodukter på grund af mindre rene reaktantstrømme og mangfoldigheden af mulige reaktioner.Industrielle processer, der involverer organiske reaktioner i industrien, giver sjældent resultater, der nærmer sig det teoretiske udbytte.Disse processer kræver normalt efterfølgende adskillelses- og oprensningstrin.