Năng suất lý thuyết là gì?

Năng suất lý thuyết của một phản ứng hóa học là số lượng thu được của một sản phẩm của một phản ứng trong đó chất phản ứng giới hạn được tiêu thụ hoàn toàn.Trong khi các nhà hóa học học cách cân bằng các phương trình hóa học, trong thực tế, một chất phản ứng sẽ có mặt với số lượng cân bằng hóa học thấp hơn.Chất phản ứng sẽ hạn chế số lượng sản phẩm có thể từ phản ứng.Phương pháp tính toán năng suất lý thuyết là đơn giản.Áp dụng tính toán này trong môi trường thế giới thực hữu ích hơn, nhưng phức tạp hơn. Trong bước đầu tiên của việc tính toán năng suất lý thuyết, phương trình hóa học cân bằng được viết và tỷ lệ của mol của mỗi chất phản ứng được kiểm tra.Lượng của mỗi chất phản ứng được xác định bằng cách cân thuốc thử, đo nồng độ hoặc sử dụng các dung dịch tiêu chuẩn.Chất phản ứng giới hạn được tìm thấy bằng cách chuyển đổi lượng chất phản ứng có thành mol của mỗi chất phản ứng và xác định, dựa trên tỷ lệ của bước đầu tiên, chất phản ứng sẽ hết trước khi các chất phản ứng khác được sử dụng.Tỷ lệ mol của sản phẩm so với mol của chất phản ứng giới hạn từ phương trình cân bằng được nhân với các mol của chất phản ứng giới hạn có sẵn để tìm số mol của sản phẩm.Sau đó, sử dụng trọng lượng phân tử của sản phẩm, câu trả lời này được chuyển đổi thành gam sản phẩm hoặc biện pháp phù hợp khác. Trong phòng thí nghiệm, các nhà hóa học bắt đầu với một phản ứng được đề xuất.Các sản phẩm phản ứng được dự đoán và xác nhận bằng thí nghiệm.Một phương trình hóa học cân bằng được viết bằng kiến thức về phản ứng.Với nồng độ bắt đầu của mỗi chất phản ứng, chất phản ứng giới hạn được chọn và năng suất được tính toán dựa trên chất phản ứng đó được chuyển đổi hoàn toàn thành sản phẩm.Trong các thí nghiệm trong tương lai hoặc phân tích mẫu, năng suất thực tế sẽ được so sánh với năng suất lý thuyết và nguyên nhân mất sản phẩm được xác định. Để tính toán năng suất lý thuyết, cần phải biết các chất phản ứng và sản phẩm của phản ứng.Điều này có thể phức tạp hơn trong môi trường công nghiệp thực sự so với điều kiện phòng thí nghiệm.Phản ứng, ví dụ, có thể xảy ra trong một điều kiện axit hoặc cơ bản, và có thể có sự ăn mòn của các đường ống giải phóng kim loại có thể hoạt động như các chất xúc tác.Các tính toán trong phòng thí nghiệm nên được hỗ trợ bởi các mẫu được rút ra từ quá trình quan tâm. Thông thường, các phản ứng vô cơ, đặc biệt là các mẫu tạo ra kết tủa rắn hoặc sản phẩm dễ bay hơi, có thể được tiến hành trong điều kiện mang lại phản ứng hoàn toàn của chất phản ứng giới hạn.Những phản ứng này thường có thể mang lại gần 100% lý thuyết.Phản ứng hữu cơ thường tạo ra nhiều sản phẩm phụ hơn do các luồng phản ứng ít tinh khiết và sự đa dạng của các phản ứng có thể.Các quy trình công nghiệp liên quan đến các phản ứng hữu cơ trong các kết quả năng suất của ngành hiếm khi tiếp cận năng suất lý thuyết.Các quy trình này thường yêu cầu các bước phân tách và tinh chế tiếp theo.