Procent Udbytte Beregner - Mål Kemisk Reaktionseffektivitet

Hvad er en beregner til procentudbytte?

En beregner til procentudbytte sammenligner det faktiske udbytte af en kemisk reaktion med det teoretiske udbytte og angiver resultatet som en procentdel. Procentudbyttet viser, hvor meget produkt reaktionen faktisk dannede sammenlignet med den maksimale mængde, der forudsiges ud fra støkiometrien.

Formel for procentudbytte

Procentudbyttet er lig med det faktiske udbytte divideret med det teoretiske udbytte ganget med 100:

$\text{Procentudbytte} = \frac{\text{Faktisk udbytte}}{\text{Teoretisk udbytte}} \times 100\%$

• Faktisk udbytte er massen af produkt, der opsamles efter en reaktion og oprensning, normalt målt i gram.
• Teoretisk udbytte er den maksimale masse af produkt, som en reaktion kan danne, beregnet ud fra den afstemte reaktionsligning og den begrænsende reaktant (den reaktant, der først slipper op).

Beregneren på denne side opdaterer resultatet, så snart begge værdier er indtastet. Der skal ikke trykkes på en knap, og knappen Nulstil rydder begge felter.

Begge inputfelter er angivet i gram. Enheden ændrer ikke svaret, så længe begge værdier bruger den samme enhed. Enhederne forkortes i divisionen, så procentdelen er den samme, uanset om masserne er angivet i gram, kilogram eller mol.

Sådan beregnes procentudbytte

1. Afstem den kemiske reaktionsligning for reaktionen.
2. Identificer den begrænsende reaktant.
3. Brug støkiometri til at beregne det teoretiske udbytte ud fra den begrænsende reaktant.
4. Vej det tørrede, oprensede produkt for at finde det faktiske udbytte.
5. Divider det faktiske udbytte med det teoretiske udbytte, og gang med 100.

Gennemregnet eksempel

Eksempel 1: Syntese af aspirin

En studerende, der syntetiserer aspirin, beregner et teoretisk udbytte på 5,42 g. Efter oprensning opsamler den studerende 4,65 g tørret produkt.

Procentudbytte = (4,65 / 5,42) × 100 = 85,79 %

Eksempel 2: Produktion af ammoniak

Et anlæg, der anvender Haber-processen, har tilstrækkeligt nitrogen og hydrogen til et teoretisk udbytte på 850 kg ammoniak. Anlægget producerer faktisk 765 kg.

Procentudbytte = (765 / 850) × 100 = 90,00 %

Begge masser er angivet i kilogram her. Hvis 765 og 850 indtastes i beregneren, fås det samme 90,00 %, fordi enhederne forkortes.

Eksempel 3: Syntese med lavt udbytte

En syntese i flere trin har et teoretisk udbytte på 2,75 g. Efter oprensning isoleres kun 0,82 g rent produkt.

Procentudbytte = (0,82 / 2,75) × 100 = 29,82 %

Hvorfor procentudbyttet normalt er under 100 %

Procentudbyttet er næsten altid under 100 % på grund af tab, der opstår under en virkelig reaktion:

• Nogle reaktantmolekyler reagerer ikke fuldstændigt.
• Sidereaktioner danner uønskede biprodukter i stedet for målproduktet.
• Produkt går tabt under filtrering, omkrystallisation eller ved overførsel mellem beholdere.
• Den vægt, der bruges til at veje produktet, har en lille måleusikkerhed.
• Reversible reaktioner standser, før alle reaktanter er omdannet til produkt.

Et udbytte på 100 % ville betyde, at hvert reaktantmolekyle blev omdannet til rent produkt uden tab. Det sker sjældent uden for simple, veloptimerede reaktioner.

Kan procentudbyttet være over 100 %?

Et rent produkt kan ikke veje mere end det teoretiske maksimum, så et korrekt procentudbytte forbliver på eller under 100 %. Beregneren viser stadig en værdi over 100 %, når det indtastede faktiske udbytte er større end det teoretiske udbytte, fordi divisionen er matematisk gyldig. I laboratoriet betyder dette resultat, at den vejede prøve indeholder noget andet end det rene produkt, f.eks. rester af opløsningsmiddel, uomsat udgangsstof eller fugt optaget fra luften. Hvis prøven tørres yderligere og vejes igen, kommer værdien normalt tilbage under 100 %.

Nul, negative og ugyldige værdier

• Hvis det faktiske udbytte er 0, er procentudbyttet 0 %.
• Det teoretiske udbytte skal være større end nul. Beregneren viser intet resultat, hvis det teoretiske udbytte er nul eller negativt, og forklarer hvorfor, fordi division med nul er udefineret.
• Det faktiske udbytte kan ikke være negativt. En negativ indtastning afvises, og der vises en meddelelse i stedet for et resultat.
• Hvis et af felterne er tomt, viser beregneren intet resultat og venter på begge værdier.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er procentudbytte i kemi?

Procentudbytte er forholdet mellem det faktiske udbytte og det teoretiske udbytte, udtrykt som en procentdel. Det viser, hvor meget af det maksimalt mulige produkt reaktionen faktisk dannede.

Hvad er et godt procentudbytte?

Det afhænger af reaktionen. Simple reaktioner i ét trin når ofte op på 85 % til 95 %. Organiske synteser i flere trin ligger almindeligvis mellem 40 % og 70 %, fordi produkt går tabt i hvert trin.

Hvorfor er mit procentudbytte over 100 %?

Produktet er sandsynligvis ikke rent. Almindelige årsager er rester af opløsningsmiddel, uomsat udgangsstof eller fugt optaget fra luften. Et rent produkt kan ikke have et procentudbytte over 100 %. En fejl i det teoretiske udbytte, f.eks. brug af den forkerte begrænsende reaktant, kan også få værdien til at overstige 100 %.

Hvad er forskellen mellem faktisk udbytte og teoretisk udbytte?

Det faktiske udbytte er den mængde produkt, der måles efter en reaktion og oprensning. Det teoretiske udbytte er den maksimale mængde, der forudsiges ud fra den afstemte reaktionsligning, under antagelse af at alle reaktanter omdannes til produkt uden tab.

Hvordan beregnes det teoretiske udbytte?

Det teoretiske udbytte bestemmes ud fra den afstemte kemiske reaktionsligning. Massen af den begrænsende reaktant omregnes til mol, derefter til mol produkt ved hjælp af stofmængdeforholdet fra reaktionsligningen og til sidst til gram ved hjælp af produktets molarmasse.

Hvad er forskellen mellem procentudbytte og atomøkonomi?

Procentudbyttet sammenligner den faktiske produktmasse fra ét forsøg med det teoretiske maksimum for dette forsøg. Atomøkonomi sammenligner massen af det ønskede produkt med den samlede masse af alle reaktanter i den afstemte reaktionsligning og måler, hvor effektiv selve reaktionen er, uafhængigt af tab under håndtering og oprensning.