Teoretični izkoristek je količina a izdelek dobljeno iz popolne pretvorbe omejevalnega reaktanta v kemijsko reakcijo. To je količina izdelka, ki izhaja iz popolne (teoretične) kemične reakcije in torej ni enaka količini, ki jo boste dejansko dobili od reakcije v laboratoriju. Teoretični izkoristek se običajno izrazi v gramih ali molih.
V nasprotju s teoretičnim donosom dejanski donos je količina izdelka, ki je dejansko nastala z reakcijo. Dejanski izkoristek je običajno manjša količina, ker se s 100-odstotnim izkoristkom izvaja malo kemijskih reakcij zaradi izgube izdelka, ki je povrnjen, in ker se lahko pojavijo druge reakcije, ki zmanjšajo izdelek. Včasih je dejanski izkoristek več kot teoretični izkoristek, morda zaradi sekundarne reakcije, ki daje dodaten produkt ali ker predelani proizvod vsebuje nečistoče.
Razmerje med dejanskim in teoretičnim donosom je najpogosteje izraženo kot odstotni donos:
Odstotni donos = masa dejanskega pridelka / masa teoretičnega donosa x 100 odstotkov
Kako izračunati teoretični izkoristek
Teoretični izkoristek ugotovimo z določitvijo omejujočega reaktanta uravnotežene kemijske enačbe. Da bi ga našli, je prvi korak uravnotežite enačbo, če je neuravnotežen.
Naslednji korak je identifikacija omejujočega reaktanta. To temelji na molskem razmerju med reaktanti. Omejitvenega reaktanta ni v presežku, zato reakcija ne more nadaljevati, ko jo porabimo.
Če želite najti omejevalni reaktant:
- Če je količina reaktantov navedena v molih, pretvorite vrednosti v grame.
- Maso reaktanta razdelite v gramih z njegovo molekulsko maso v gramih na mol.
- Lahko pa za tekočo raztopino pomnožite količino raztopine reaktanta v mililitrih z njegovo gostoto v gramih na mililiter. Nato dobljeno vrednost razdelite z molarno maso reaktanta.
- Maso, dobljeno po kateri koli metodi, pomnožite s številom molov reaktanta v uravnoteženi enačbi.
- Zdaj poznate molove vsakega reaktanta. Primerjajte to z molskim razmerjem reaktantov, da določite, katera je na voljo v presežku in katera se bo najprej navadila (omejujoči reaktant).
Ko prepoznate omejujoč reaktant, pomnožite molove omejevalnega reakcijskega časa in razmerje med moli omejevalnega reaktanta in produktom iz uravnotežene enačbe. Tako dobite število molov vsakega izdelka.
Če želite dobiti gram izdelka, pomnožite molove vsakega izdelka z njegovo molekulsko maso.
Na primer, v poskusu, v katerem pripravite acetilsalicilno kislino (aspirin) iz salicilne kisline, veste iz uravnoteženo enačbo za sintezo aspirina da je molsko razmerje med omejevalnim reaktantom (salicilna kislina) in izdelkom (acetilsalicilna kislina) 1: 1.
Če imate 0,00153 molov salicilne kisline, je teoretični izkoristek:
Teoretični izkoristek = 0,00153 mola salicilne kisline x (1 mol acetilsalicilna kislina / 1 mol salicilna kislina) x (180,2 g acetilsalicilne kisline / 1 mol acetilsalicilne kisline
Teoretični izkoristek = 0,276 grama acetilsalicilne kisline
Seveda pri pripravi aspirina te količine nikoli ne boste dobili. Če vas je preveč, verjetno imate odvečno topilo ali pa je vaš izdelek nečist. Bolj verjetno boste dobili veliko manj, ker reakcija ne bo potekala 100-odstotno in izgubili boste nekaj izdelka, ki ga želite obnoviti (običajno na filtru).