化学における理論収量の定義
理論収量は、化学反応の効率が 100% の場合に得られる生成物の量です。
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理論収量は 製品 化学反応における制限反応物の完全な変換から得られます。これは、完全な (理論上の) 化学反応から生じる生成物の量であり、実験室での反応から実際に得られる量とは異なります。理論上の収量は、通常、グラムまたはモルで表されます。
理論収量とは対照的に、 実際の利回り 反応によって実際に生成される生成物の量です。実際の収量は、通常、より少ない量になります。これは、生成物を回収する損失のために 100% の効率で進行する化学反応はほとんどなく、生成物を減少させる他の反応が発生している可能性があるためです。追加の生成物を生成する二次反応や、回収された生成物に不純物が含まれている可能性があるため、実際の収率が理論上の収率を超える場合があります。
実際の収量と理論上の収量の比率は、ほとんどの場合次のように与えられます。 利回り :
パーセント収量 = 実際の収量の質量 / 理論収量の質量 x 100%
理論収量の計算方法
理論収量は、バランスの取れた化学式の制限反応物を特定することによって見出されます。それを見つけるために、最初のステップは 方程式のバランスをとる 、バランスが悪い場合。
次のステップは、制限反応物を特定することです。これは、反応物間のモル比に基づいています。制限反応物は過剰に存在しないため、使い切ると反応は進行しません。
制限反応物を見つけるには:
- 反応物の量がモルで指定されている場合は、値をグラムに変換します。
- モルあたりのグラムでその分子量によってグラムで反応物の質量を分割します。
- あるいは、液体溶液の場合、ミリリットル単位の反応物溶液の量に、グラム/ミリリットル単位の密度を掛けることができます。次に、結果の値を反応物のモル質量で割ります。
- いずれかの方法を使用して得られた質量に、平衡方程式の反応物のモル数を掛けます。
- これで、各反応物のモルがわかります。これを反応物のモル比と比較して、どれが過剰に利用可能で、どれが最初に使い果たされるかを決定します (制限反応物)。
制限反応物を特定したら、制限反応物のモルに制限反応物のモルとバランスの取れた式からの生成物の比率を掛けます。これにより、各製品のモル数が得られます。
製品のグラムを取得するには、各製品のモル数に分子量を掛けます。
たとえば、サリチル酸からアセチルサリチル酸 (アスピリン) を調製する実験では、 アスピリン合成の平衡方程式 制限反応物 (サリチル酸) と生成物 (アセチルサリチル酸) のモル比が 1:1 であること。
0.00153 モルのサリチル酸がある場合、理論上の収量は次のとおりです。
理論収量 = 0.00153 mol サリチル酸 x (1 mol アセチルサリチル酸 / 1 mol サリチル酸) x (180.2 g アセチルサリチル酸 / 1 mol アセチルサリチル酸)
理論収量 = 0.276 グラムのアセチルサリチル酸
もちろん、アスピリンを調合するときは、その量は決して得られません。多すぎる場合は、おそらく過剰な溶媒があるか、製品が不純です.多くの場合、反応が 100% 進行せず、それを回収しようとして (通常はフィルター上で) 生成物が失われるため、得られる量ははるかに少なくなります。