Teoretisk udbytte er mængden af a produkt opnået fra den komplette omdannelse af den begrænsende reaktant i en kemisk reaktion. Det er mængden af produkt, der stammer fra en perfekt (teoretisk) kemisk reaktion, og dermed ikke den samme som den mængde, du faktisk får fra en reaktion i laboratoriet. Teoretisk udbytte udtrykkes almindeligvis som gram eller mol.
I modsætning til teoretisk udbytte er faktisk udbytte er den mængde produkt, der faktisk produceres ved en reaktion. Faktisk udbytte er normalt en mindre mængde, fordi få kemiske reaktioner fortsætter med 100% effektivitet på grund af tab, der genvinder produktet, og fordi der kan forekomme andre reaktioner, der reducerer produkt. Nogle gange er et faktisk udbytte mere end et teoretisk udbytte, muligvis på grund af en sekundær reaktion, der giver yderligere produkt, eller fordi det udvundne produkt indeholder urenheder.
Forholdet mellem faktisk udbytte og teoretisk udbytte er oftest angivet som procent udbytte:
Procentudbytte = Masse af faktisk udbytte / Masse teoretisk udbytte x 100 procent
Sådan beregnes teoretisk udbytte
Teoretisk udbytte findes ved at identificere den begrænsende reaktant i en afbalanceret kemisk ligning. For at finde det, er det første skridt at balance ligningen, hvis det er ubalanceret.
Det næste trin er at identificere den begrænsende reaktant. Dette er baseret på molforholdet mellem reaktanterne. Den begrænsende reaktant findes ikke i overskydende, så reaktionen kan ikke fortsætte, når den er opbrugt.
Sådan finder du den begrænsende reaktant:
- Hvis mængden af reaktanter er angivet i mol, skal du konvertere værdierne til gram.
- Opdel massen af reaktanten i gram efter dens molekylvægt i gram pr. Mol.
- Alternativt kan du for en flydende opløsning multiplicere mængden af en reaktantopløsning i ml med dens densitet i gram pr. Ml. Del derefter den resulterende værdi med reaktantens molmasse.
- Multiplicer den opnåede masse ved hjælp af en hvilken som helst metode med antallet af mol reaktant i den afbalancerede ligning.
- Nu kender du mol ved hver reaktant. Sammenlign dette med molforholdet mellem reaktanterne for at bestemme, hvad der er tilgængeligt i overskydende, og hvilket først vil blive brugt op (den begrænsende reaktant).
Når du har identificeret den begrænsende reaktant, skal du multiplicere molen med begrænsende reaktion gange forholdet mellem mol begrænsende reaktant og produkt fra den afbalancerede ligning. Dette giver dig antallet af mol af hvert produkt.
For at få gram produkt ved at multiplicere molerne for hvert produkt med dets molekylvægt.
I et eksperiment, hvor du fremstiller acetylsalicylsyre (aspirin) fra salicylsyre, ved du for eksempel fra afbalanceret ligning til aspirinsyntese at molforholdet mellem den begrænsende reaktant (salicylsyre) og produktet (acetylsalicylsyre) er 1: 1.
Hvis du har 0,00153 mol salicylsyre, er det teoretiske udbytte:
Teoretisk udbytte = 0,00153 mol salicylsyre x (1 mol acetylsalicylsyre / 1 mol salicylsyre) x (180,2 g acetylsalicylsyre / 1 mol acetylsalicylsyre
Teoretisk udbytte = 0,276 gram acetylsalicylsyre
Når du forbereder aspirin, får du selvfølgelig aldrig det beløb. Hvis du får for meget, har du sandsynligvis overskydende opløsningsmiddel, ellers er dit produkt uren. Mere sandsynligt får du meget mindre, fordi reaktionen ikke fortsætter 100 procent, og du mister noget produkt, der prøver at gendanne det (normalt på et filter).