理論収量とは何ですか？

化学反応の理論的収率は、制限反応物が完全に消費された反応の生成物から得られる量です。 化学者は化学式のバランスをとることを学びますが、実際には、化学量論量より少ない量で1つの反応物が存在します。 反応物は、反応から生成される生成物の量を制限します。 理論収量を計算する方法は簡単です。 この計算を実際の環境に適用するほうが便利ですが、より複雑です。

理論収量の計算の最初のステップでは、バランスのとれた化学式が記述され、各反応物のモル比が調べられます。 各反応物の量は、試薬の重量測定、濃度の測定、または標準溶液の使用によって決定されます。 制限反応物は、存在する反応物の量を各反応物のモルに変換し、最初のステップの比率に基づいて、他の反応物がすべて使用される前になくなる反応物を決定することによって見つけられます。 平衡方程式からの生成物のモルと制限反応物のモルの比に、生成物のモルを見つけるために利用可能な制限反応物のモルを掛けます。 次に、製品の分子量を使用して、この回答が製品のグラムまたはその他の適切な尺度に変換されます。

実験室では、化学者は提案された反応から始めます。 反応生成物は、実験により予測および確認されます。 平衡化学方程式は、反応の知識を使用して記述されます。 各反応物の開始濃度が与えられると、限界反応物が選択され、収率は生成物に完全に変換されるその反応物に基づいて計算されます。 将来の実験またはサンプル分析では、実際の収量が理論的な収量と決定された製品損失の原因と比較されます。

理論収量を計算するには、反応の反応物と生成物を知る必要があります。 これは、実験室の条件と比較して、実際の産業環境ではより複雑になる場合があります。 たとえば、反応は酸性または塩基性の条件内で発生する可能性があり、触媒として作用する可能性のある金属を放出するパイプの腐食がある可能性があります。 実験室での計算は、対象のプロセスから抽出されたサンプルによって裏付けられる必要があります。

典型的には、無機反応、特に固体沈殿物または揮発性生成物を生成する反応は、制限反応物の完全な反応をもたらす条件下で行われ得る。 これらの反応は、しばしば理論値のほぼ100％をもたらす可能性があります。 有機反応は、純度の低い反応物の流れと考えられる反応の多様性により、多くの場合、より多くの副産物を生成します。 産業における有機反応を含む産業プロセスでは、理論的な収率に近い結果が得られることはほとんどありません。 これらのプロセスには、通常、後続の分離および精製ステップが必要です。