Процентный выход представляет собой фактическое количество продукта реакции, полученного в результате реакции, по сравнению с теоретическим максимальным количеством, которое может быть получено. Расчет стехиометрии показывает, сколько каждого продукта реакции может быть получено в конкретной реакции с учетом количества каждого использованного реагента. Если в начале реакции вводится слишком мало одного реагента, фактический выход снизится, и некоторые реагенты могут остаться. Несколько других факторов также могут снизить процентный доход.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Процентный выход выражается делением фактического выхода конкретного продукта реакции на максимальный теоретический выход, оба в граммах, умноженного на 100. Обычно процентный выход составляет менее 100 процентов из-за неточностей в измерениях, реакции не до конца или ограниченной доступности 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 граммов на моль дает веса.
Например, газообразный водород и газообразный кислород реагируют с образованием воды. Несбалансированное уравнение H2 + O2 = H2O, с уравнением, показывающим, что газообразные водород и кислород существуют как двухатомные молекулы. Уравнение неуравновешено, потому что есть только один атом кислорода справа и два слева. Соответствующее сбалансированное уравнение 2H2 + O2 = 2H2О.
Выражение сбалансированного уравнения в молях означает, что два моля газообразного водорода и один моль газообразного кислорода реагируют с образованием двух моль воды. Преобразование в граммы с использованием атомных весов граммов 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.
Процент доходности
В реальных реакциях фактический выход обычно ниже теоретического. Вес реагентов не может быть точно сбалансирован, поэтому продуктов реакции меньше. В реакции может не использоваться весь один из реагентов, потому что в виде газа часть теряется в воздухе. Иногда в реагентах есть примеси, которые вызывают остановку реакции, а иногда продукт реакции мешает протеканию реакции. По всем этим причинам производится меньше продукции, 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 процентный выход реакции.
В реакции водорода и кислорода теоретическая масса продукта реакции для 4 граммов водорода и 32 граммов кислорода составляла 36 граммов воды. Но в реальной реакции, если 4 грамма водорода горит на воздухе, количество полученной воды может составить всего 27 граммов. Разделив фактическое значение 27 граммов на теоретическое значение 36 граммов и умножив на 100, получим 75 процентов, процентный выход для этой реакции.
