Что такое теоретический доход?

Теоретический выход химической реакции представляет собой количество, полученное от продукта реакции, в котором ограничивающий реагент был полностью израсходован. В то время как химики учатся балансировать химические уравнения, на практике один реагент будет присутствовать в количествах, меньших, чем стехиометрические. Реагент будет ограничивать, сколько продукта возможно в результате реакции. Метод расчета теоретической доходности прост. Применение этого расчета в реальных условиях является более полезным, но более сложным.

На первом этапе расчета теоретического выхода записывается сбалансированное химическое уравнение и исследуется соотношение молей каждого реагента. Количество каждого реагента определяется путем взвешивания реагентов, измерения концентраций или использования стандартных растворов. Ограничивающий реагент определяется путем преобразования количества присутствующих реагентов в моли каждого реагента и определения на основе соотношений на первой стадии, какой реагент истечет до того, как все остальные реагенты будут использованы. Отношение молей продукта к молям ограничивающего реагента из сбалансированного уравнения умножается на число молей ограничивающего реагента, доступных для нахождения молей продукта. Затем, используя молекулярную массу продукта, этот ответ преобразуется в граммы продукта или другой подходящей меры.

В лаборатории химики начинают с предложенной реакции. Продукты реакции прогнозируются и подтверждаются экспериментом. Сбалансированное химическое уравнение написано с использованием знаний о реакции. Учитывая начальные концентрации каждого реагента, выбирается ограничивающий реагент, и выход рассчитывается на основе того, что этот реагент полностью превращается в продукт. В будущих экспериментах или анализе проб фактический выход будет сравниваться с теоретическим выходом и определением причин потери продукта.

Чтобы рассчитать теоретический выход, необходимо знать реагенты и продукты реакции. Это может быть более сложным в реальных промышленных условиях по сравнению с лабораторными условиями. Реакция, например, может происходить в кислой или щелочной среде, и может иметь место коррозия труб, которые выделяют металлы, которые могут действовать как катализаторы. Лабораторные расчеты должны быть подкреплены образцами, взятыми из интересующего процесса.

Обычно неорганические реакции, особенно те, которые дают твердый осадок или летучий продукт, могут проводиться в условиях, которые приводят к полной реакции ограничивающего реагента. Эти реакции часто могут давать около 100% от теоретического. Органические реакции часто производят намного больше побочных продуктов из-за менее чистых потоков реагентов и множества возможных реакций. Промышленные процессы с участием органических реакций в промышленности редко дают результаты, приближающиеся к теоретическому. Эти процессы обычно требуют последующих стадий разделения и очистки.