Περιεχόμενο
Η ποσοστιαία απόδοση είναι η πραγματική ποσότητα προϊόντος αντίδρασης που λαμβάνεται από μια αντίδραση σε σύγκριση με τη θεωρητική μέγιστη ποσότητα που θα μπορούσε να ληφθεί. Ένας υπολογισμός στοιχειομετρίας δείχνει πόσο από κάθε προϊόν αντίδρασης θα μπορούσε να ληφθεί σε μια συγκεκριμένη αντίδραση, λαμβάνοντας υπόψη τις ποσότητες κάθε αντιδραστηρίου που χρησιμοποιήθηκε. Αν στην αρχή της αντίδρασης παρέχεται πολύ λίγο αντιδραστήριο, η πραγματική απόδοση θα μειωθεί και ορισμένα αντιδρώντα μπορούν να παραμείνουν. Αρκετοί άλλοι παράγοντες μπορούν επίσης να μειώσουν την ποσοστιαία απόδοση.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Η επί τοις εκατό απόδοση δίνεται από την πραγματική απόδοση ενός συγκεκριμένου προϊόντος αντίδρασης διαιρούμενο με τη μέγιστη θεωρητική απόδοση, και σε γραμμάρια, πολλαπλασιαζόμενη επί 100. Συνήθως η επί τοις εκατό απόδοση είναι μικρότερη από 100 τοις εκατό λόγω των ανακριβειών στις μετρήσεις, ολοκλήρωση ή περιορισμένη διαθεσιμότητα ενός από τα αντιδραστήρια.
Η Θεωρητική Απόδοση
Ένας υπολογισμός στοιχειομετρίας μπορεί να καθορίσει τη θεωρητική απόδοση για μια συγκεκριμένη αντίδραση. Η εξίσωση της αντίδρασης είναι αρχικά ισορροπημένη και στη συνέχεια τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα αντίδρασης εκφράζονται σε γραμμομόρια κάθε ουσίας. Μια μετατροπή ανά γραμμομόριο ανά γραμμομόριο δίνει τα βάρη.
Για παράδειγμα, αέριο υδρογόνο και αέριο οξυγόνο αντιδρούν για να σχηματίσουν νερό. Η μη ισορροπημένη εξίσωση είναι Η2 + Ο2 = Η2Ο, με την εξίσωση να δείχνει ότι τα αέρια υδρογόνου και οξυγόνου υπάρχουν ως μόρια δύο ατόμων. Η εξίσωση δεν είναι ισορροπημένη επειδή υπάρχει μόνο ένα άτομο οξυγόνου στα δεξιά και δύο στα αριστερά. Η αντίστοιχη ισορροπημένη εξίσωση είναι 2Η2 + Ο2 = 2Η2Ο.
Εκφράζοντας την ισορροπημένη εξίσωση σε γραμμομόρια σημαίνει ότι δύο γραμμομόρια αερίου υδρογόνου και ένα γραμμομόριο αέριου οξυγόνου αντιδρούν για να σχηματίσουν δύο γραμμομόρια νερού. Η μετατροπή σε γραμμάρια με χρήση των ατομικών βαρών γραμμαρίου από έναν περιοδικό πίνακα των στοιχείων δίνει τα ακόλουθα βάρη: ένα γραμμομόριο αέριου υδρογόνου: 2 g, ένα γραμμομόριο αέριου οξυγόνου 32 g και ένα mole νερού 18 g. Σύμφωνα με την εξίσωση σε γραμμάρια, 4 γραμμάρια υδρογόνου αντιδρούν με 32 γραμμάρια οξυγόνου για να σχηματίσουν 36 γραμμάρια νερού, που είναι η θεωρητική απόδοση αυτής της αντίδρασης.
Η Ποσοστιαία Απόδοση
Σε πραγματικές αντιδράσεις, η πραγματική απόδοση είναι συνήθως χαμηλότερη από τη θεωρητική απόδοση. Τα βάρη των αντιδραστηρίων μπορεί να μην είναι ακριβώς ισορροπημένα, έτσι ώστε τα προϊόντα αντίδρασης να είναι λιγότερα. Η αντίδραση μπορεί να μην χρησιμοποιεί το σύνολο των αντιδραστηρίων, επειδή, ως αέριο, μερικά χάνονται στον αέρα. Μερικές φορές τα αντιδραστήρια έχουν ακαθαρσίες οι οποίες προκαλούν την διακοπή της αντίδρασης και μερικές φορές το προϊόν της αντίδρασης παρεμποδίζει την πλήρη αντίδραση. Για όλους αυτούς τους λόγους, παράγεται λιγότερο προϊόν από το θεωρητικό μέγιστο.
Όταν το πραγματικό βάρος του προϊόντος αντίδρασης είναι μικρότερο από τη θεωρητική τιμή, το αποτέλεσμα μπορεί να εκφραστεί ως ποσοστό. Το πραγματικό βάρος διαιρούμενο δια του θεωρητικού βάρους πολλαπλασιασμένου επί 100 δίδει την εκατοστιαία απόδοση της αντιδράσεως.
Στην αντίδραση υδρογόνου και οξυγόνου, το θεωρητικό βάρος του προϊόντος αντίδρασης για 4 γραμμάρια υδρογόνου και 32 γραμμάρια οξυγόνου ήταν 36 γραμμάρια νερού. Αλλά σε μια πραγματική αντίδραση, εάν 4 γραμμάρια υδρογόνου καίγονται στον αέρα, η ποσότητα του παραγόμενου νερού μπορεί να είναι μόνο 27 γραμμάρια. Ο διαχωρισμός της πραγματικής τιμής των 27 γραμμαρίων από τη θεωρητική τιμή των 36 γραμμαρίων και ο πολλαπλασιασμός κατά 100 δίνει το 75 τοις εκατό, την ποσοστιαία απόδοση για αυτήν την αντίδραση.