La resa teorica di una reazione è la quantità di prodotto che formerebbe se la reazione è andato tutto il senso fino al completamento, la reazione inversa non si verificano, non ci sono state reazioni collaterali, e il prodotto desiderato potrebbe essere isolato senza perdite. In altre parole, è il rendimento che si otterrebbe in un mondo perfetto. Confrontando il rendimento teorico al rendimento effettivo ti che tua per cento di rendimento, una metrica comune, spesso utilizzata per giudicare l'efficienza di una sintesi in chimica organica. Ecco come calcolare il rendimento teorico.
Istruzioni
• Scrivere l'equazione chimica della reazione che si svolge e bilanciarlo. Immaginate, per esempio, che si aggiunge un reagente di Grignard, cloruro di metile, all'acetone seguito da acido-acqua workup. L'equazione di reazione sarebbe come segue:
CH3MgCl + (CH3) 2CO + H2O---> 3COH (CH3) + Mg (OH) Cl
Si noti innanzitutto che non siete particolarmente preoccupati per i prodotti inorganici-- come al solito in chimica organica. Quello che vuoi è il prodotto biologico sono sintetizzati, l'alcool tert-butilico (più propriamente, 2-metil-2-propanolo).
• Nota i rapporti tra reagenti e prodotti nella tua equazione chimica.
Esempio: L'equazione chimica è CH3MgCl + (CH3) 2CO + H2O---> 3COH (CH3) + Mg (OH) Cl. Il rapporto tra il reagente di Grignard e acetone è 1:1, e il rapporto tra uno di questi e il prodotto è 1:1. Pertanto, per ogni 1 mole di cloruro di magnesio di metile che si mescolano con 1 mole di acetone, si dovrebbe ottenere 1 mole di prodotto.
• Determinare la quantità di ciascun reagente utilizzato nella vostra sintesi. In genere, quando si esegue un esperimento, si pesare o misurare la quantità di reagenti che si utilizza prima di farlo.
Esempio: Supponiamo che foste in grado di calcolare quanto reagente di Grignard hai avuto dalla quantità di magnesio che hai aggiunto per il cloruro di metile, quando si prepara il tuo Grignard e supponiamo che hai trovato che aveva circa quattro grammi di magnesio cloruro di metile. Supponiamo che hai avuto anche 10 grammi di acetone.
• Trovare la massa molare di ogni reagente e prodotto moltiplicando il numero di volte che ogni elemento viene visualizzato nella formula dal relativo peso elencati nella tavola periodica.
Esempio: Acetone contiene tre atomi di carbonio, sei atomi di idrogeno e uno di ossigeno, così a trovare la sua massa molare, moltiplicare la massa di carbonio sulla tavola periodica di 3, la massa di idrogeno da 6 e la massa di ossigeno da 1, poi sommare tutti questi numeri.
(12) x 3 + 6 x 1 + 16 x 1 = 58 grammi per mole.
La massa molare di alcool tert-butilico è 74 grammi per mole e la massa molare del cloruro di metile è 39 grammi per mole.
• Convertire le masse dei reagenti che hai aggiunto ai moli dividendo la massa di ciascuna dalla relativa massa molare.
Esempio: Hai aggiunto quattro grammi di cloruro di methylmagnesium in soluzione di etere etilico e 10 grammi di acetone. La massa molare del cloruro di methylmagnesium è 39 grammi, e cioè di acetone 58 grammi. Pertanto:
4 / 39 = 0,103 mole di cloruro di methylmagnesium10 / 58 = acetone talpe 0,172
• Determinare quante moli di prodotto potrebbero essere prodotto basato sulla talpe dei reattivi presenti. Questo è il massimo rendimento teorico.
Esempio: Il rapporto tra i reagenti nell'equazione è 1:1, e il rapporto tra ogni reagente e il prodotto è 1:1. Di conseguenza, è possibile produrre solo come determineranno quanto prodotto si può teoricamente produrre molte talpe di tert-butil alcool, ci sono moli di reagenti, e qualsiasi reagente è presente in quantità minore. Avete più talpe di acetone che fate methylmagnesium cloruro, cloruro di methylmagnesium limita quante moli di prodotto che si può fare. Poiché il rapporto tra il methylmagnesium cloruro e tert-butil alcool nell'equazione è 1:1, si possono solo produrre 0,103 moli di tert-butil alcool al massimo. Questo è il vostro rendimento teorico in moli.
• Convertire talpe di rendimento massimo teorico a grammi (se desiderato), moltiplicando le talpe di prodotto per la massa molare del prodotto.
Esempio: La massa molare di tert-butil alcool è circa 74 grammi per mole, così 0,103 talpe x 74 grammi per mole = 7,622 grammi.