Teoretický výnos je množství a produkt získaný úplnou přeměnou omezujícího reakčního činidla v chemické reakci. Je to množství produktu, které je výsledkem dokonalé (teoretické) chemické reakce, a tedy není stejné jako množství, které ve skutečnosti dostanete z reakce v laboratoři. Teoretický výnos se obvykle vyjadřuje v gramech nebo molech.
Na rozdíl od teoretického výnosu skutečný výnos je množství produktu skutečně vyrobené reakcí. Skutečný výtěžek je obvykle menší množství, protože jen málo chemických reakcí probíhá se 100% účinností kvůli ztrátě regenerující produkt a protože mohou nastat další reakce, které snižují produkt. Skutečný výtěžek je někdy více než teoretický výtěžek, pravděpodobně kvůli sekundární reakci, která vede k získání dalšího produktu, nebo proto, že získaný produkt obsahuje nečistoty.
Poměr mezi skutečným výnosem a teoretickým výnosem se nejčastěji uvádí jako procentní výnos:
Procentní výtěžek = hmotnost skutečného výtěžku / hmotnost teoretického výtěžku x 100 procent
Jak vypočítat teoretický výnos
Teoretický výtěžek se zjistí identifikací omezujícího reakčního činidla vyvážené chemické rovnice. Abychom to našli, je prvním krokem rovnováhu rovnice, pokud je nevyvážený.
Dalším krokem je identifikace omezujícího reakčního činidla. Toto je založeno na molárním poměru mezi reaktanty. Limitující reaktant nebyl nalezen v nadbytku, takže reakce nemůže pokračovat, jakmile je spotřebována.
Chcete-li najít omezující reaktant:
- Pokud je množství reakčních složek uvedeno v molech, převeďte hodnoty na gramy.
- Rozdělte hmotnost reaktantu v gramech molekulovou hmotností v gramech na mol.
- Alternativně můžete v případě kapalného roztoku vynásobit množství roztoku reaktantu v mililitrech jeho hustotou v gramech na mililitr. Potom vydělte výslednou hodnotu molární hmotou reakčního činidla.
- Vynásobte hmotnost získanou pomocí jedné z metod počtem molů reaktantu ve vyvážené rovnici.
- Nyní znáte krtka každého reakčního činidla. Porovnejte to s molárním poměrem reaktantů, abyste se rozhodli, který je k dispozici v nadbytku a který se nejprve spotřebuje (omezující reaktant).
Jakmile identifikujete omezující reaktant, vynásobte mol molů omezujících reakčních časů poměr molů limitujícího reaktantu a produktu z vyvážené rovnice. Tím získáte počet molů každého produktu.
Chcete-li získat gramy produktu, vynásobte moly každého produktu jeho molekulovou hmotností.
Například v experimentu, ve kterém připravujete kyselinu acetylsalicylovou (aspirin) z kyseliny salicylové, víte z vyvážená rovnice pro syntézu aspirinu že molární poměr mezi omezujícím reakčním činidlem (kyselina salicylová) a produktem (kyselina acetylsalicylová) je 1: 1.
Pokud máte 0,00153 molů kyseliny salicylové, teoretický výtěžek je:
Teoretický výtěžek = 0,00153 mol kyseliny salicylové x (1 mol kyseliny acetylsalicylové / 1 mol kyseliny salicylové) x (180,2 g kyseliny acetylsalicylové / 1 mol kyseliny acetylsalicylové
Teoretický výtěžek = 0,276 gramu kyseliny acetylsalicylové
Samozřejmě, při přípravě aspirinu nikdy nedostanete toto množství. Pokud dostanete příliš mnoho, pravděpodobně máte nadbytek rozpouštědla nebo je váš produkt nečistý. Pravděpodobněji získáte mnohem méně, protože reakce neproběhne 100 procent a ztratíte nějaký produkt, který se snaží získat zpět (obvykle na filtru).