Innehåll
Procentutbytet är den faktiska mängden reaktionsprodukt erhållen från en reaktion jämfört med den teoretiska maximala mängden som kan erhållas. En stökiometriberäkning visar hur mycket av varje reaktionsprodukt som kan erhållas i en viss reaktion, med tanke på mängden av varje reaktant som användes. Om för lite av en reaktant tillhandahålls i början av reaktionen kommer det faktiska utbytet att minska och vissa reaktanter kan vara kvar. Flera andra faktorer kan också minska den procentuella avkastningen.
TL; DR (för lång; läste inte)
Procentutbytet ges av det faktiska utbytet för en viss reaktionsprodukt dividerat med det maximala teoretiska utbytet, båda i gram, multiplicerat med 100. Vanligtvis är procentutbytet mindre än 100 procent på grund av felaktigheter i mätningarna, varvid reaktionen inte löper till fullbordande eller en begränsad tillgänglighet av en av reaktanterna.
Det teoretiska utbytet
En stökiometriberäkning kan bestämma det teoretiska utbytet för en viss reaktion. Reaktionsekvationen balanseras först och sedan uttrycks reaktanterna och reaktionsprodukterna i mol av varje substans. En gram per mol-omvandling ger vikterna.
Till exempel reagerar vätgas och syrgas till bildning av vatten. Den obalanserade ekvationen är H2 + O2 = H2O, med ekvationen som visar att väte- och syregaserna finns som två-atommolekyler. Ekvationen är obalanserad eftersom det bara finns en syreatom till höger och två till vänster. Motsvarande balanserade ekvation är 2H2 + O2 = 2H2O.
Att uttrycka den balanserade ekvationen i mol betyder att två mol vätgas och en mol syrgas reagerar och bildar två mol vatten. Omvandling till gram med hjälp av gramatomvikterna från en periodisk tabell över elementen ger följande vikter: en mol vätgas: 2 g, en mol syrgas: 32 g och en mol vatten: 18 g. Enligt ekvationen i gram reagerar 4 gram väte med 32 gram syre och bildar 36 gram vatten, vilket är det teoretiska utbytet av denna reaktion.
Procentutbytet
Vid verkliga reaktioner är det faktiska utbytet vanligtvis lägre än det teoretiska utbytet. Reaktanternas vikter kanske inte är exakt balanserade så att reaktionsprodukterna är mindre. Reaktionen kanske inte använder alla en av reaktanterna eftersom en gas förloras i luften som gas. Ibland har reaktanterna föroreningar som får reaktionen att upphöra, och ibland kommer reaktionsprodukten i vägen för en fullständig reaktion. Av alla dessa skäl produceras mindre produkt än det teoretiska maximumet.
När reaktionsproduktens faktiska vikt är mindre än det teoretiska värdet, kan resultatet uttryckas i procent. Den faktiska vikten dividerad med den teoretiska vikten multiplicerad med 100 ger reaktionens procentuella utbyte.
Vid reaktionen av väte och syre var den teoretiska vikten av reaktionsprodukten för 4 gram väte och 32 gram syre 36 gram vatten. Men i en verklig reaktion, om 4 gram väte brinner i luften, kan mängden vatten som produceras bara vara 27 gram. Att dividera det verkliga värdet på 27 gram med det teoretiska värdet på 36 gram och multiplicera med 100 ger 75 procent, det procentuella utbytet för denna reaktion.