Was ist der theoretische Ertrag?

theoretische Ausbeute einer chemischen Reaktion ist die Menge eines Produkts einer Reaktion, bei der der begrenzende Reaktant vollständig verbraucht wurde. Während Chemiker lernen, chemische Gleichungen auszugleichen, wird in der Praxis ein Reaktant in weniger als stöchiometrischen Mengen vorhanden sein. Der Reaktant wird einschränken, wie viel Produkt aus der Reaktion möglich ist. Die Methode zur Berechnung der theoretischen Ausbeute ist einfach. Die Anwendung dieser Berechnung in einer realen Umgebung ist nützlicher, aber komplexer.

Im ersten Schritt der Berechnung der theoretischen Ausbeute wird die ausgewogene chemische Gleichung geschrieben und das Verhältnis der Mol jedes Reaktanten untersucht. Die Menge jedes Reaktanten wird durch Wiegen von Reagenzien, Messung der Konzentrationen oder Verwendung von Standardlösungen bestimmt. Der limitierende Reaktant wird durch die Umwandlung der Menge der vorhandenen Reaktanten in Mol jedes Reaktanten und Bestimmens gefunden, basierend auf den Verhältnissen des ersten Schrittwerden alle verwendet. Das Verhältnis von Produktmolen zu Mol des begrenzenden Reaktanten aus der ausgewogenen Gleichung wird mit den multiplizierten Molen des Grenzreaktanten multipliziert, um die Produktmolen zu finden. Anschließend wird diese Antwort unter Verwendung des Molekulargewichts des Produkts in Gramm des Produkts oder einer anderen geeigneten Maßnahme umgewandelt.

Im Labor beginnen Chemiker mit einer vorgeschlagenen Reaktion. Die Reaktionsprodukte werden durch Experiment vorhergesagt und bestätigt. Eine ausgewogene chemische Gleichung wird unter Verwendung der Reaktion geschrieben. Angesichts der Startkonzentrationen jedes Reaktanten wird der limitierende Reaktant gewählt, und die Ausbeute wird basierend darauf berechnet, dass der Reaktant vollständig in Produkt umgewandelt wird. In zukünftigen Experimenten oder Probenanalysen wird die tatsächliche Ertrags mit der theoretischen Ertrag und den Ursachen für den festgelegten Produktverlust verglichen.

Um den theoretischen Ertrag zu berechnen, ist es notwendig, die Reaktanten zu kennen undProdukte der Reaktion. Dies kann im realen industriellen Umgebungen im Vergleich zu Laborbedingungen komplexer sein. Die Reaktion kann beispielsweise innerhalb eines sauren oder grundlegenden Zustands auftreten, und es kann Korrosion von Rohren geben, die Metalle freisetzen, die als Katalysatoren wirken können. Laborberechnungen sollten durch Proben unterstützt werden, die aus dem Interesse stammen.

Typischerweise können anorganische Reaktionen, insbesondere solche, die einen festen Niederschlag oder ein flüchtiges Produkt produzieren, unter Bedingungen durchgeführt werden, die eine vollständige Reaktion des Grenzreaktanten ergeben. Diese Reaktionen können häufig fast 100% der theoretischen. Organische Reaktionen erzeugen aufgrund weniger reiner Reaktantenströme und der Vielzahl möglicher Reaktionen häufig viel mehr Nebenprodukte. Industrielle Prozesse, die organische Reaktionen in der Industrie beinhalten, ergeben selten Ergebnisse, die sich der theoretischen Erträge nähern. Diese Prozesse erfordern normalerweise nachfolgende Trennungs- und Reinigungsschritte.