Definición de rendimiento teórico en química

El rendimiento teórico es la cantidad de un producto obtenido de la conversión completa del reactivo limitante en una reacción química. Es la cantidad de producto resultante de una reacción química perfecta (teórica) y, por lo tanto, no es la misma cantidad que realmente obtendrá de una reacción en el laboratorio. El rendimiento teórico se expresa comúnmente en términos de gramos o moles..

En contraste con el rendimiento teórico, el rendimiento real es la cantidad de producto realmente producido por una reacción. El rendimiento real suele ser una cantidad menor porque se producen pocas reacciones químicas con una eficiencia del 100% debido a la pérdida de recuperación del producto y porque pueden ocurrir otras reacciones que reducen el producto. A veces, un rendimiento real es más que un rendimiento teórico, posiblemente debido a una reacción secundaria que produce un producto adicional o porque el producto recuperado contiene impurezas..

La relación entre rendimiento real y rendimiento teórico se da con mayor frecuencia como porcentaje de rendimiento:

Porcentaje de rendimiento = Masa del rendimiento real / Masa del rendimiento teórico x 100 por ciento

Cómo calcular el rendimiento teórico

El rendimiento teórico se encuentra identificando el reactivo limitante de una ecuación química equilibrada. Para encontrarlo, el primer paso es equilibrar la ecuación, si está desequilibrada.

El siguiente paso es identificar el reactivo limitante. Esto se basa en la relación molar entre los reactivos. El reactivo limitante no se encuentra en exceso, por lo que la reacción no puede continuar una vez que se agota.

Para encontrar el reactivo limitante:

1. Si la cantidad de reactivos se da en moles, convierta los valores a gramos.
2. Divida la masa del reactivo en gramos por su peso molecular en gramos por mol..
3. Alternativamente, para una solución líquida, puede multiplicar la cantidad de una solución reactiva en mililitros por su densidad en gramos por mililitro. Luego, divida el valor resultante por la masa molar del reactivo.
4. Multiplique la masa obtenida usando cualquier método por el número de moles de reactivo en la ecuación balanceada.
5. Ahora ya sabes los moles de cada reactivo. Compare esto con la relación molar de los reactivos para decidir cuál está disponible en exceso y cuál se usará primero (el reactivo limitante).

Una vez que identifique el reactivo limitante, multiplique los moles de reacción limitante por la relación entre los moles de reactivo limitante y el producto de la ecuación equilibrada. Esto te da la cantidad de moles de cada producto.

Para obtener los gramos de producto, multiplique los moles de cada producto por su peso molecular..

Por ejemplo, en un experimento en el que prepara ácido acetilsalicílico (aspirina) a partir de ácido salicílico, sabe por la ecuación equilibrada para la síntesis de aspirina que la relación molar entre el reactivo limitante (ácido salicílico) y el producto (ácido acetilsalicílico) es 1: 1.

Si tiene 0.00153 moles de ácido salicílico, el rendimiento teórico es:

Rendimiento teórico = 0,00153 mol de ácido salicílico x (1 mol de ácido acetilsalicílico / 1 mol de ácido salicílico) x (180,2 g de ácido acetilsalicílico / 1 mol de ácido acetilsalicílico

Rendimiento teórico = 0.276 gramos de ácido acetilsalicílico

Por supuesto, al preparar aspirina, nunca obtendrá esa cantidad. Si obtiene demasiado, probablemente tenga un exceso de solvente o su producto será impuro. Lo más probable es que obtenga mucho menos porque la reacción no procederá al 100 por ciento y perderá algún producto tratando de recuperarlo (generalmente en un filtro).