Зміст
Процентний вихід - це фактична кількість продукту реакції, отриманого в результаті реакції, порівняно з максимально можливою теоретичною кількістю. Розрахунок стехіометрії показує, скільки кожного продукту реакції можна отримати в конкретній реакції, враховуючи кількість кожного використовуваного реагенту. Якщо на початку реакції буде забезпечено занадто мало одного реагенту, фактичний вихід знизиться, а деякі реагенти можуть залишитися. Кілька інших факторів також можуть знизити відсотковий врожай.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Процентний вихід визначається фактичним виходом конкретного продукту реакції, поділеним на максимальний теоретичний вихід, в грамах, помножений на 100. Зазвичай відсотковий вихід менший за 100 відсотків через неточності вимірювань, реакція не перебігає на завершення або обмежене наявність одного з реагентів.
Теоретичний вихід
Розрахунок стехіометрії може визначити теоретичний вихід для певної реакції. Рівняння реакції спочатку врівноважується, а потім реагенти та продукти реакції виражаються в молях кожної речовини. Перетворення грам на моль дає ваги.
Наприклад, газ водню та кисень реагують на утворення води. Неврівноважене рівняння H2 + О2 = Н2O, з рівнянням, що показує, що гази водню та кисню існують як молекули двома атомами. Рівняння є неврівноваженим, оскільки справа є лише один атом кисню та два зліва. Відповідне збалансоване рівняння - 2Н2 + О2 = 2Н2О.
Висловлення врівноваженого рівняння в молях означає, що два молі газу водню та один моль кисневого газу реагують на утворення двох молей води. Перетворення в грам за допомогою грам атомних ваг з періодичної таблиці елементів дає такі ваги: один моль газу водню: 2 г, один моль кисневого газу: 32 г і один моль води: 18 г. Згідно рівняння в грамах, 4 грами водню реагують з 32 грамами кисню, утворюючи 36 грам води, що є теоретичним виходом цієї реакції.
Процентний вихід
У реальних реакціях фактичний вихід зазвичай нижчий за теоретичний. Вага реагентів може бути не точно збалансованим, тому продуктів реакції менше. Реакція може використовувати не один з реагентів, оскільки, як газ, частина втрачається у повітрі. Іноді в реагентах є домішки, які спричиняють припинення реакції, а іноді продукт реакції стає на шляху повної реакції. З усіх цих причин виробляється менше продукту, ніж теоретичний максимум.
Коли фактична вага продукту реакції менша від теоретичного значення, результат можна виразити у відсотках. Фактична маса, поділена на теоретичну масу, помножену на 100, дає відсотковий вихід реакції.
У реакції водню та кисню теоретична вага продукту реакції на 4 г водню та 32 г кисню становила 36 грам води. Але в реальній реакції, якщо 4 г водню згорять у повітрі, кількість виробленої води може становити лише 27 грам. Ділення фактичної величини 27 грам на теоретичне значення 36 грамів і множення на 100 дає 75 відсотків, відсотковий вихід за цю реакцію.