Dlaczego z reakcji nigdy nie wychodzi tyle, ile wyliczono na kartce?
Rachunek stechiometryczny mówi, ile produktu powstałoby, gdyby cały substrat przereagował w jedną stronę i nic nie zginęło po drodze. Rzeczywistość odejmuje od tej liczby kilka rzeczy naraz: część substratu wchodzi w reakcje uboczne, część produktu zostaje na ściankach kolby i na sączku, a równowaga chemiczna zatrzymuje reakcję przed całkowitym przereagowaniem. Wydajność jest jedną liczbą, która podsumowuje wszystkie te straty i pozwala porównać dwa przeprowadzenia tej samej syntezy.
Wzór i przykład
wydajność = masa otrzymana ÷ masa teoretyczna × 100 %
- Z równania reakcji wychodzi 25 gramów produktu.
- Po wysuszeniu na wadze leży 21,5 grama.
- Iloraz mas wynosi 21,5 ÷ 25 = 0,86.
- Wydajność to 86 procent, a strata 3,5 grama, czyli 14 procent.
- W drugą stronę: żeby otrzymać 21,5 grama przy tej wydajności, reakcję trzeba zaplanować na 25 gramów teoretycznych.
| Masa teoretyczna | Masa otrzymana | Wydajność |
|---|---|---|
| 25 g | 21,5 g | 86 % |
| 25 g | 18 g | 72 % |
| 40 g | 34,8 g | 87 % |
| 10 g | 9,4 g | 94 % |
Masę molową produktu policzy kalkulator masy molowej, liczbę moli w roztworze kalkulator stężenia molowego, a zawartość substancji w mieszaninie kalkulator stężenia procentowego.
Najczęstsze pytania
Jak obliczyć wydajność reakcji chemicznej?
Dzieli się masę otrzymaną przez teoretyczną i mnoży przez sto. Z 25 gramów teoretycznych otrzymano 21,5 grama, więc wydajność wynosi 86 procent.
Skąd wziąć masę teoretyczną?
Z równania reakcji. Liczbę moli substratu ograniczającego przelicza się przez współczynniki stechiometryczne na mole produktu, a te przez masę molową na gramy.
Ile produktu otrzymam przy znanej wydajności?
Mnoży się masę teoretyczną przez wydajność. Przy 25 gramach teoretycznych i wydajności 86 procent w kolbie zostaje 21,5 grama.
Ile substratu wziąć, żeby otrzymać zadaną masę produktu?
Trzeba odwrócić rachunek: masa otrzymana podzielona przez wydajność. Żeby przy 86 procentach mieć 21,5 grama, reakcja musi być zaplanowana na 25 gramów teoretycznych.
Dlaczego wyszło mi ponad sto procent?
Najczęściej dlatego, że produkt nie został wysuszony i waży razem z rozpuszczalnikiem. Druga typowa przyczyna to pomyłka w masie teoretycznej, na przykład użycie złego substratu jako ograniczającego.