Le rendement théorique de la réaction est la quantité de produit, il se formerait si la réaction a tout le chemin jusqu'à la fin, la réaction inverse n'a pas eu lieu, il n'y avait pas de réactions secondaires, et le produit désiré peut être isolé sans aucune perte. En d'autres termes, il est le rendement que vous obtiendriez dans un monde parfait. En comparant le rendement théorique au rendement réel vous donne votre rendement en pour cent, une mesure commune souvent utilisée pour juger de l'efficacité d'une synthèse en chimie organique. Voici comment calculer le rendement théorique.
Instructions
1 Ecrire l'équation chimique de la réaction qui a lieu et l'équilibrer. Imaginez, par exemple, que vous ajoutez un réactif de Grignard, méthyle chlorure de magnésium, à l'acétone suivie d'un traitement à l'eau acide. L'équation de la réaction serait la suivante:
CH3MgCl + (CH3) 2CO + H2O ----> (CH3) 3COH + Mg (OH) Cl
Remarquez d'abord que vous n'êtes pas particulièrement préoccupé par les produits inorganiques - comme cela est habituel dans la chimie organique. Ce que vous voulez est le produit biologique que vous avez synthétisé, l'alcool tert-butyle (plus correctement, le 2-méthyl-2-propanol).
2 Notez les rapports entre les réactifs et les produits dans votre équation chimique.
Exemple: L'équation chimique est CH3MgCl + (CH3) 2CO + H2O ----> (CH3) 3COH + Mg (OH) Cl. Le rapport entre le réactif de Grignard et l'acétone est de 1: 1, et le rapport entre l'une ou l'autre de ceux-ci et le produit est de 1: 1. Par conséquent, pour chaque 1 mole de chlorure de méthyle de magnésium vous mélangez avec 1 mole d'acétone, vous devriez obtenir 1 mole de produit.
3 Déterminer la quantité de chaque réactif que vous avez utilisé dans votre synthèse. En règle générale, lorsque vous effectuez une expérience, vous peser ou mesurer la quantité de réactifs que vous utilisez avant de le faire.
Exemple: Supposons que vous étiez en mesure de calculer combien réactif de Grignard vous avez eu de la quantité de magnésium vous avez ajouté au chlorure de méthyle lors de la préparation de votre Grignard, et supposons que vous avez trouvé que vous aviez environ quatre grammes de chlorure de méthyle de magnésium. Supposons que vous aviez également 10 grammes d'acétone.
4 Trouver la masse molaire de chaque réactif et produit en multipliant le nombre de fois chaque élément apparaît dans la formule par son poids indiqué sur le tableau périodique.
Exemple: Acétone contient trois atomes de carbone, six hydrogènes et un atome d'oxygène, afin de trouver sa masse molaire, il faut multiplier la masse de carbone sur le tableau périodique par 3, la masse de l'hydrogène par 6 et la masse de l'oxygène par 1, puis ajouter tous ces numéros ensemble.
(12) x3 + 6x1 + 16x1 = 58 grammes par mole.
La masse molaire de l'alcool de tert-butyle est de 74 grammes par mole, et la masse molaire du chlorure de magnésium de méthyle est de 39 grammes par mole.
5 Convertir les masses de réactifs que vous avez ajoutés au nombre de moles en divisant la masse de chaque par sa masse molaire.
Exemple: Il a été ajouté quatre grammes de chlorure de méthylmagnésium en solution dans l'éther diéthylique et 10 g d'acétone. La masse molaire du chlorure de méthylmagnésium est de 39 grammes et celle de l'acétone est de 58 grammes. Donc:
4/39 = 0,103 mole de chlorure de méthylmagnésium
10/58 = 0,172 mole d'acétone
6 Déterminer le nombre de moles de produit pourrait être produit sur la base des moles des réactifs présents. Ceci est votre rendement théorique maximal.
Exemple: Le rapport entre les réactifs est dans l'équation 1: 1, et le rapport entre chaque réactif et le produit est de 1: 1. Par conséquent, vous ne pouvez produire autant de moles d'alcool de tert-butyle comme il y a des moles de réactifs, et quel que soit le réactif est présent en quantité moindre déterminera la quantité de produit que vous pouvez théoriquement produire. Vous avez plus de moles d'acétone que vous faites le chlorure de méthylmagnésium, de sorte que les limites de chlorure de méthylmagnésium combien de moles de produit que vous pouvez faire. Puisque le rapport entre le chlorure de méthylmagnésium et l'alcool tert-butyle dans l'équation est de 1: 1, vous ne pouvez produire 0.103 moles d'alcool de tert-butyle au plus. Ceci est votre rendement théorique en moles.
7 Convertir moles d'un rendement maximal théorique de grammes (si désiré), en multipliant le nombre de moles de produit par la masse molaire du produit.
Exemple: La masse molaire de l'alcool tert-butyle est d'environ 74 grammes par mole, de sorte que 0.103 moles x 74 grammes par mole = 7.622 grammes.