Teoretický výťažok je množstvo a výrobok získaný úplnou konverziou limitujúceho reaktantu pri chemickej reakcii. Je to množstvo produktu, ktoré je výsledkom dokonalej (teoretickej) chemickej reakcie, a teda nie je to isté ako množstvo, ktoré skutočne získate z reakcie v laboratóriu. Teoretický výťažok sa bežne vyjadruje v gramoch alebo móloch.
Na rozdiel od teoretického výťažku skutočný výnos je množstvo produktu skutočne vyprodukovaného reakciou. Skutočný výťažok je zvyčajne menšie množstvo, pretože málo chemických reakcií prebieha so 100% účinnosťou kvôli strate získanej produktu a kvôli tomu, že sa môžu vyskytnúť ďalšie reakcie, ktoré znižujú produktu. Skutočný výťažok je niekedy vyšší ako teoretický výťažok, pravdepodobne kvôli sekundárnej reakcii, ktorá vedie k získaniu ďalšieho produktu, alebo preto, že získaný produkt obsahuje nečistoty.
Pomer medzi skutočným výnosom a teoretickým výnosom sa najčastejšie uvádza ako výťažok:
Percentuálny výťažok = hmotnosť skutočného výťažku / hmotnosť teoretického výťažku x 100 percent
Ako vypočítať teoretický výnos
Teoretický výťažok sa zistí identifikáciou limitujúceho reakčného činidla vyváženej chemickej rovnice. Prvým krokom je nájsť vyváženie rovnice, ak je nevyvážený.
Ďalším krokom je identifikácia limitujúceho reaktantu. Je to založené na molárnom pomere medzi reaktantami. Obmedzujúci reaktant sa nenašiel v nadbytku, takže reakcia nemôže pokračovať, keď je spotrebovaná.
Ak chcete nájsť limitujúcu reakčnú zložku:
- Ak je množstvo reaktantov uvedené v móloch, hodnoty prepočítajte na gramy.
- Hmotnosť reaktantu sa rozdelí na gramy molekulovou hmotnosťou v gramoch na mol.
- Alternatívne je možné v prípade kvapalného roztoku vynásobiť množstvo roztoku reaktantu v mililitroch jeho hustotou v gramoch na mililiter. Výslednú hodnotu potom vydelte molárnou hmotnosťou reaktantu.
- Vynásobte hmotnosť získanú použitím ktorejkoľvek metódy počtom mólov reaktantu vo vyváženej rovnici.
- Teraz viete móly každého reaktantu. Porovnajte to s molárnym pomerom reaktantov, aby ste sa rozhodli, ktorý je k dispozícii v prebytku a ktorý sa najskôr spotrebuje (limitujúci reaktant).
Akonáhle určíte limitujúci reaktant, vynásobte móly limitujúcich reakčných časov pomer medzi mólmi limitujúceho reaktantu a produktu z vyváženej rovnice. Takto získate počet mólov každého produktu.
Na získanie gramov produktu vynásobte móly každého produktu jeho molekulovou hmotnosťou.
Napríklad v experimente, v ktorom pripravujete kyselinu acetylsalicylovú (aspirín) z kyseliny salicylovej, viete vyvážená rovnica pre syntézu aspirínu že molárny pomer medzi obmedzujúcim reaktantom (kyselina salicylová) a produktom (kyselina acetylsalicylová) je 1: 1.
Ak máte 0,00153 mol kyseliny salicylovej, teoretický výťažok je:
Teoretický výťažok = 0,00153 mol kyseliny salicylovej x (1 mol kyseliny acetylsalicylovej / 1 mol kyseliny salicylovej) x (180,2 g kyseliny acetylsalicylovej / 1 mol kyseliny acetylsalicylovej)
Teoretický výťažok = 0,276 gramu kyseliny acetylsalicylovej
Samozrejme, keď pripravujete aspirín, nikdy nedostanete toto množstvo. Ak dostanete príliš veľa, pravdepodobne máte nadbytok rozpúšťadla alebo inak je váš produkt znečistený. S väčšou pravdepodobnosťou dostanete oveľa menej, pretože reakcia neprebehne na 100 percent a stratíte nejaký produkt, ktorý sa snaží získať späť (zvyčajne na filtri).