הגדרת התשואה התיאורטית בכימיה

תשואה תיאורטית היא הכמות של מוצר המתקבלת מההמרה השלמה של המגיב המגביל בתגובה כימית. זו כמות המוצר הנובעת מתגובה כימית מושלמת (תיאורטית), וכך אינה זהה לכמות שתקבל למעשה מתגובה במעבדה. תשואה תיאורטית מתבטאת בדרך כלל במונחים של גרם או שומה.

בניגוד לתשואה התיאורטית, תשואה בפועל הוא כמות המוצר המיוצר בפועל כתגובה. התשואה בפועל היא בדרך כלל כמות קטנה יותר מכיוון שמעט תגובות כימיות מתקדמות ביעילות של 100% בגלל אובדן השבת המוצר ומכיוון שעלולות להיווצר תגובות אחרות המפחיתות את מוצר. לפעמים תשואה בפועל היא יותר מתשואה תיאורטית, אולי בגלל תגובה משנית שמניבה מוצר נוסף או מכיוון שהמוצר המשוחזר מכיל זיהומים.

היחס בין תשואה בפועל לתשואה תיאורטית ניתן לרוב כ- תשואה באחוזים:

אחוז תשואה = מסה של תשואה בפועל / מסה של תשואה תיאורטית x 100 אחוז

תשואה תיאורטית נמצאת על ידי זיהוי המגיב המגביל של משוואה כימית מאוזנת. על מנת למצוא אותו, הצעד הראשון הוא איזון המשוואה, אם זה לא מאוזן.

השלב הבא הוא לזהות את המגיב המגביל. זה מבוסס על יחס השומה בין המגיבים. המגיב המגביל לא נמצא בעודף, ולכן התגובה לא יכולה להתקיים ברגע שהוא נגמר.

כדי למצוא את המגיב המגביל:

1. אם כמות המגיבים ניתנת בשומות, המירו את הערכים לגרמים.
2. חלק את המסה של המגיב בגרמים לפי משקלו המולקולרי בגרם לשומה.
3. לחלופין, לקבלת תמיסה נוזלית, אתה יכול להכפיל את כמות תמיסת המגיב במיליליטר בצפיפותה בגרמים למיליליטר. לאחר מכן, חלקו את הערך שהתקבל במסה הטוחנת של המגיב.
4. הכפל את המסה המתקבלת בשיטה אחת במספר השומות של מגיב במשוואה המאוזנת.
5. עכשיו אתה מכיר את השומות של כל מגיב. השווה את זה ליחס המולארי של המגיבים כדי להחליט איזה זמין בעודף ואיזה יתרגל קודם (המגיב המגביל).

לאחר שתזהה את המגיב המגביל, הכפיל את השומות של התגובה המגבילה את היחס בין שומות של המגיב המגביל למוצר מהמשוואה המאוזנת. זה נותן לך את מספר השומות של כל מוצר.

כדי להשיג את גרם המוצר, הכפל את השומות של כל מוצר לפי המשקל המולקולרי שלו.

לדוגמה, בניסוי שבו אתה מכין חומצה אצטילסליצילית (אספירין) מחומצה סליצילית, אתה יודע מה משוואה מאוזנת לסינתזת אספירין שיחס השומה בין המגיב המגביל (חומצה סליצילית) לבין המוצר (חומצה אצטילסליצילית) הוא 1: 1.

אם יש לך 0.00153 mol של חומצה סליצילית, התשואה התיאורטית היא:

תשואה תיאורטית = 0.00153 מולן חומצה סליצילית x (1 מולקולה אצטילסליצילית / 1 מולול חומצה סליצילית) x (180.2 גרם חומצה אצטילסליצילית / 1 שומה חומצה אצטילסליצילית)

תשואה תיאורטית = 0.276 גרם חומצה אצטילסליצילית

כמובן שכשמכינים אספירין לעולם לא תקבלו סכום כזה. אם אתה מקבל יותר מדי, סביר להניח שיש לך עודף ממס או אחרת המוצר שלך טמא. סביר יותר שתקבל הרבה פחות מכיוון שהתגובה לא תימשך במאה אחוז ותאבד מוצר כלשהו שמנסה לשחזר אותו (בדרך כלל על גבי פילטר).