Qual é o rendimento teórico?
O rendimento teórico de uma reação química é a quantidade obtida de um produto de uma reação na qual o reagente limitante foi completamente consumido. Enquanto os químicos aprendem a equilibrar equações químicas, na prática, um reagente estará presente em quantidades menos que estequiométricas. O reagente limitará a quantidade de produto possível da reação. O método para calcular o rendimento teórico é direto. A aplicação desse cálculo em um ambiente do mundo real é mais útil, mas mais complexo.
Na primeira etapa do cálculo do rendimento teórico, a equação química equilibrada é escrita e a proporção de moles de cada reagente é examinada. A quantidade de cada reagente é determinada pela pesagem de reagentes, medindo concentrações ou usando soluções padrão. O reagente limitador é encontrado convertendo a quantidade de reagentes presentes em moles de cada reagente e determinação, com base nas proporções da primeira etapa, que o reagente acabará antes dos outros reagentessão todos usados. A proporção de moles do produto e moles de reagente limitadora da equação equilibrada é multiplicada pelos toupeiras do reagente limitador disponível para encontrar as toupeiras do produto. Em seguida, usando o peso molecular do produto, esta resposta é convertida em gramas de produto ou outra medida adequada.
No laboratório, os químicos começam com uma reação proposta. Os produtos de reação são previstos e confirmados por experimento. Uma equação química equilibrada é escrita usando o conhecimento da reação. Dadas as concentrações iniciais de cada reagente, o reagente limitador é escolhido e o rendimento é calculado com base no reagente completamente convertido ao produto. Em experimentos futuros ou análise de amostras, o rendimento real será comparado ao rendimento teórico e às causas da perda de produto determinadas.
Para calcular o rendimento teórico, é necessário conhecer os reagentes eProdutos da reação. Isso pode ser mais complexo em ambientes industriais reais em comparação às condições laboratoriais. A reação, por exemplo, pode estar ocorrendo dentro de uma condição ácida ou básica, e pode haver corrosão de tubos que liberam metais que podem atuar como catalisadores. Os cálculos de laboratório devem ser apoiados por amostras extraídas do processo de interesse.
Normalmente, reações inorgânicas, particularmente aquelas que produzem um precipitado sólido ou um produto volátil, podem ser conduzidas sob condições que produzem reação completa do reagente limitante. Essas reações podem geralmente produzir quase 100% dos teóricos. As reações orgânicas geralmente produzem muito mais subprodutos devido a fluxos de reagente menos puros e à multiplicidade de possíveis reações. Processos industriais envolvendo reações orgânicas na indústria raramente produzem resultados que se aproximam do rendimento teórico. Esses processos geralmente requerem etapas subsequentes de separação e purificação.