Содержание
Процентный выход представляет собой фактическое количество продукта реакции, полученного в результате реакции, по сравнению с теоретическим максимальным количеством, которое можно получить. Стехиометрический расчет показывает, сколько каждого продукта реакции может быть получено в конкретной реакции, учитывая количество каждого используемого реагента. Если в начале реакции будет предоставлено слишком мало одного реагента, фактический выход будет уменьшаться, и некоторые реагенты могут быть оставлены. Несколько других факторов также могут снизить процентную доходность.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Процентный выход определяется как фактический выход конкретного продукта реакции, деленный на максимальный теоретический выход, как в граммах, умноженный на 100. Обычно процентный выход составляет менее 100 процентов из-за неточностей в измерениях, реакция не проходит завершение или ограниченная доступность одного из реагентов.
Теоретическая доходность
Расчет стехиометрии может определить теоретический выход для конкретной реакции. Уравнение реакции сначала уравновешивается, а затем реагенты и продукты реакции выражаются в молях каждого вещества. Преобразование в грамм на моль дает вес.
Например, газообразный водород и газообразный кислород реагируют с образованием воды. Несбалансированное уравнение H2 + O2 = H2O, с уравнением, показывающим, что газы водорода и кислорода существуют в виде двухатомных молекул. Уравнение не сбалансировано, потому что есть только один атом кислорода справа и два слева. Соответствующее сбалансированное уравнение 2H2 + O2 = 2Н2О.
Выражение сбалансированного уравнения в молях означает, что два моля газообразного водорода и один моль газообразного кислорода вступают в реакцию, образуя два моля воды. Преобразование в граммы с использованием атомных весов в граммах из периодической таблицы элементов дает следующие веса: один моль газообразного водорода: 2 г, один моль газообразного кислорода: 32 г и один моль воды: 18 г. Согласно уравнению в граммах, 4 грамма водорода реагируют с 32 граммами кислорода с образованием 36 граммов воды, что является теоретическим выходом этой реакции.
Процентная доходность
В реальных реакциях фактический выход обычно ниже теоретического. Вес реагентов может быть не совсем сбалансирован, поэтому продукты реакции меньше. Реакция не может использовать все один из реагентов, потому что, как газ, некоторые теряются в воздухе. Иногда в реагентах присутствуют примеси, которые вызывают остановку реакции, а иногда продукт реакции мешает завершению реакции. По всем этим причинам производится меньше продукта, чем теоретический максимум.
Когда фактический вес продукта реакции меньше теоретического значения, результат может быть выражен в процентах. Фактический вес, деленный на теоретический вес, умноженный на 100, дает процент выхода реакции.
В реакции водорода и кислорода теоретический вес продукта реакции для 4 граммов водорода и 32 граммов кислорода составлял 36 граммов воды. Но в реальной реакции, если в воздухе сгорает 4 грамма водорода, количество производимой воды может составлять только 27 граммов. Разделив фактическое значение 27 грамм на теоретическое значение 36 грамм и умножив на 100, вы получите 75 процентов, процент выхода для этой реакции.