Le pourcentage de rendement est la quantité réelle de produit de réaction obtenu à partir d'une réaction par rapport à la quantité maximale théorique qui pourrait être obtenue. Un calcul de stoechiométrie montre quelle quantité de chaque produit de réaction pourrait être obtenue dans une réaction particulière, compte tenu des quantités de chaque réactif utilisé. Si trop peu d'un réactif est fourni au début de la réaction, le rendement réel diminuera et certains réactifs peuvent rester. Plusieurs autres facteurs peuvent également réduire le pourcentage de rendement.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Le rendement en pourcentage est donné par le rendement réel d'un produit de réaction particulier divisé par le rendement théorique maximal, tous deux en grammes, multiplié par 100. Habituellement, le pourcentage de rendement est inférieur à 100 pour cent en raison d'imprécisions dans les mesures, de la réaction qui n'est pas terminée ou d'une disponibilité limitée de l'un des réactifs.
Le rendement théorique
Un calcul stœchiométrique peut déterminer le rendement théorique d'une réaction particulière. L'équation de réaction est d'abord équilibrée, puis les réactifs et les produits de réaction sont exprimés en moles de chaque substance. Une conversion gramme par mole donne les poids.
Par exemple, l'hydrogène gazeux et l'oxygène gazeux réagissent pour former de l'eau. L'équation déséquilibrée est H2 + O2 = H2O, avec l'équation montrant que les gaz hydrogène et oxygène existent sous forme de molécules à deux atomes. L'équation est déséquilibrée car il n'y a qu'un atome d'oxygène à droite et deux à gauche. L'équation équilibrée correspondante est 2H2 + O2 = 2H2O.
Exprimer l'équation équilibrée en moles signifie que deux moles d'hydrogène gazeux et une mole d'oxygène gazeux réagissent pour former deux moles d'eau. La conversion en grammes en utilisant les poids atomiques en grammes d'un tableau périodique des éléments donne le poids suivants: une mole d'hydrogène gazeux: 2 g, une mole d'oxygène gazeux: 32 g, et une mole d'eau: 18 grammes. Selon l'équation en grammes, 4 grammes d'hydrogène réagissent avec 32 grammes d'oxygène pour former 36 grammes d'eau, ce qui est le rendement théorique de cette réaction.
Le pourcentage de rendement
Dans les réactions réelles, le rendement réel est généralement inférieur au rendement théorique. Les poids des réactifs peuvent ne pas être exactement équilibrés, de sorte que les produits de réaction sont moindres. La réaction peut ne pas utiliser la totalité de l'un des réactifs car, en tant que gaz, une partie est perdue dans l'air. Parfois, les réactifs ont des impuretés qui provoquent l'arrêt de la réaction, et parfois le produit de la réaction gêne une réaction complète. Pour toutes ces raisons, moins de produit est produit que le maximum théorique.
Lorsque le poids réel du produit de réaction est inférieur à la valeur théorique, le résultat peut être exprimé en pourcentage. Le poids réel divisé par le poids théorique multiplié par 100 donne le pourcentage de rendement de la réaction.
Dans la réaction de l'hydrogène et de l'oxygène, le poids théorique du produit de réaction pour 4 grammes d'hydrogène et 32 grammes d'oxygène était de 36 grammes d'eau. Mais dans une réaction réelle, si 4 grammes d'hydrogène brûlent dans l'air, la quantité d'eau produite pourrait n'être que de 27 grammes. En divisant la valeur réelle de 27 grammes par la valeur théorique de 36 grammes et en multipliant par 100, on obtient 75 pour cent, le pourcentage de rendement pour cette réaction.