Die theoretische Ausbeute ist das höchste Produkt, das eine chemische Reaktion jemals produzieren könnte, berechnet aus dem limitierenden Reaktanten unter Verwendung der Stöchiometrie. Es ist der Maßstab, an dem jede reale Reaktion gemessen wird, und der Ausgangspunkt für die Berechnung der prozentualen Ausbeute.
So funktioniert die theoretische Rendite
Theoretische Ausbeute ergibt sich aus einer dreistufigen Molekülkette. Rechnen Sie zunächst die Masse des limitierenden Reaktanten – des Reagenzes, das zuerst ausläuft – in Mol um, indem Sie es durch seine Molmasse dividieren. Zweitens verwenden Sie das Molverhältnis aus den Koeffizienten der ausgeglichenen chemischen Gleichung, um Mol Reaktant in Mol Produkt umzuwandeln: Multiplizieren Sie mit (Koeffizient des Produkts ÷ Koeffizient des Reaktanten). Drittens wandeln Sie Produktmole wieder in Masse um, indem Sie sie mit der Molmasse des Produkts multiplizieren.
Diese Berechnung geht von einer perfekten, vollständigen Umwandlung des limitierenden Reaktanten ohne Verluste aus – eine Reaktion gelingt in der Praxis nie ganz, und genau aus diesem Grund gibt es die prozentuale Ausbeute als separates Maß für die Effizienz in der Praxis.
Eingaben und was sie bedeuten
Reaktantenmasse und Reaktantenmolmasse bestimmen zusammen, mit wie vielen Molen des limitierenden Reaktanten Sie beginnen. Die Koeffizienten stammen direkt aus der ausgeglichenen chemischen Gleichung – wenn Sie diese falsch verstehen, ist jede nachgeschaltete Zahl falsch, da das Molverhältnis die gesamte Brücke zwischen Reaktant und Produkt darstellt. Produktmolmasse wandelt die endgültige Molzahl wieder in eine Masse um, die Sie tatsächlich auf einer Waage wiegen können.
Auf der Registerkarte „Mit % Ausbeute“ wird durch die Eingabe einer prozentualen Ausbeute (aus einem Laborhandbuch, historischen Daten oder einem früheren Lauf derselben Reaktion) die theoretische Ausbeute auf eine realistische tatsächliche Ausbeuteschätzung herunterskaliert. Auf der Registerkarte „Mole Ratio“ wird die Masse vollständig entfernt, sodass Sie direkt zwischen Molen zweier Arten in der Gleichung umrechnen können, indem Sie nur deren Koeffizienten verwenden.
Grenzen und Randfälle
Dieser Rechner geht davon aus, dass Sie den limitierenden Reaktanten bereits korrekt identifiziert haben. Wenn Sie Mengen von zwei Reaktanten haben und nicht sicher sind, welcher zuerst ausgeht, verwenden Sie vor diesem Rechner einen Rechner für limitierende Reagentien. Bei der theoretischen Ausbeute wird außerdem davon ausgegangen, dass die ausgeglichene Gleichung und ihre Koeffizienten korrekt sind; Ein häufiger Fehler besteht darin, Koeffizienten aus einer unausgeglichenen oder teilweise ausgeglichenen Gleichung einzugeben.
Eine theoretische Ausbeuteberechnung sagt nichts darüber aus, wie eine Reaktion im Labor tatsächlich abläuft – Nebenreaktionen, unvollständige Umwandlung und Reinigungsverluste fallen allesamt außerhalb ihres Anwendungsbereichs. Das ist die Aufgabe der prozentualen Ausbeute, die separat berechnet wird, sobald Sie sowohl die theoretische Ausbeute dieses Tools als auch eine gemessene tatsächliche Ausbeute aus dem Labor haben.