Definizione teorica del rendimento in chimica

La resa teorica è la quantità di un prodotto ottenuta dalla conversione completa del reagente limitante in una reazione chimica. È la quantità di prodotto risultante da una reazione chimica (teorica) perfetta, e quindi non è la stessa quantità che otterrete da una reazione in laboratorio. La resa teorica è comunemente espressa in grammi o moli.

Contrariamente alla resa teorica, la resa effettiva è la quantità di prodotto effettivamente prodotta da una reazione. La resa effettiva di solito è una quantità inferiore perché poche reazioni chimiche procedono con un'efficienza del 100% a causa della perdita che recupera il prodotto e perché possono verificarsi altre reazioni che riducono il prodotto. A volte una resa effettiva è più di una resa teorica, probabilmente a causa di una reazione secondaria che produce un prodotto aggiuntivo o perché il prodotto recuperato contiene impurità.

Il rapporto tra rendimento effettivo e rendimento teorico viene spesso indicato come rendimento percentuale:

Rendimento percentuale = massa del rendimento effettivo / massa del rendimento teorico x 100 percento

Come calcolare la resa teorica

La resa teorica si trova identificando il reagente limitante di un'equazione chimica bilanciata. Per trovarlo, il primo passo è bilanciare l'equazione, se è sbilanciata.

Il prossimo passo è identificare il reagente limitante. Questo si basa sul rapporto molare tra i reagenti. Il reagente limitante non si trova in eccesso, quindi la reazione non può procedere una volta esaurita.

Per trovare il reagente limitante:

1. Se la quantità di reagenti è espressa in moli, converti i valori in grammi.
2. Dividi la massa del reagente in grammi per il suo peso molecolare in grammi per mole.
3. In alternativa, per una soluzione liquida, è possibile moltiplicare la quantità di una soluzione reagente in millilitri per la sua densità in grammi per millilitro. Quindi, dividere il valore risultante per la massa molare del reagente.
4. Moltiplicare la massa ottenuta usando uno dei due metodi per il numero di moli di reagente nell'equazione bilanciata.
5. Ora conosci le talpe di ciascun reagente. Confrontalo con il rapporto molare dei reagenti per decidere quale è disponibile in eccesso e quale verrà utilizzato per primo (il reagente limitante).

Una volta identificato il reagente limitante, moltiplicare le moli della reazione limitante per il rapporto tra le moli del reagente limitante e il prodotto dall'equazione bilanciata. Questo ti dà il numero di moli di ciascun prodotto.

Per ottenere i grammi di prodotto, moltiplica le moli di ciascun prodotto per il suo peso molecolare.

Ad esempio, in un esperimento in cui si prepara l'acido acetilsalicilico (aspirina) dall'acido salicilico, si sa dall'equazione bilanciata per la sintesi dell'aspirina che il rapporto molare tra il reagente limitante (acido salicilico) e il prodotto (acido acetilsalicilico) è 1: 1.

Se hai 0,00153 moli di acido salicilico, la resa teorica è:

Resa teorica = 0,00153 mol acido salicilico x (1 mol acido acetilsalicilico / 1 mol acido salicilico) x (180,2 g di acido acetilsalicilico / 1 mole di acido acetilsalicilico

Resa teorica = 0,276 grammi di acido acetilsalicilico

Naturalmente, quando si prepara l'aspirina, non si otterrà mai tale importo. Se ne ottieni troppo, probabilmente hai un eccesso di solvente oppure il tuo prodotto è impuro. Più probabilmente, otterrai molto meno perché la reazione non procederà al 100 percento e perderai del prodotto cercando di recuperarlo (di solito su un filtro).