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Le pourcentage de rendement est la quantité réelle de produit de réaction obtenue à partir d'une réaction par rapport à la quantité maximale théorique qui pourrait être obtenue. Un calcul de stœchiométrie indique la quantité de chaque produit de réaction pouvant être obtenue dans une réaction particulière, compte tenu des quantités de chaque réactif utilisé. Si trop peu d'un réactif est fourni au début de la réaction, le rendement réel diminuera et il restera peut-être des réactifs. Plusieurs autres facteurs peuvent également réduire le rendement en pourcentage.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Le pourcentage de rendement est donné par le rendement réel d'un produit de réaction particulier divisé par le rendement théorique maximal, tous les deux en grammes, multiplié par 100. Habituellement, le pourcentage de rendement est inférieur à 100% en raison d'imprécisions dans les mesures, la réaction ne allant pas jusqu'à l'achèvement ou la disponibilité limitée de l'un des réactifs.
Le rendement théorique
Un calcul de stœchiométrie peut déterminer le rendement théorique pour une réaction donnée. L'équation de la réaction est d'abord équilibrée, puis les réactifs et les produits de la réaction sont exprimés en moles de chaque substance. Une conversion de gramme par mole donne les poids.
Par exemple, le gaz hydrogène et le gaz oxygène réagissent pour former de l'eau. L'équation non équilibrée est H2 + O2 = H2O, avec l'équation montrant que les gaz d'hydrogène et d'oxygène existent sous forme de molécules à deux atomes. L'équation est déséquilibrée car il n'y a qu'un atome d'oxygène à droite et deux à gauche. L'équation équilibrée correspondante est 2H2 + O2 = 2H2O.
Exprimer l'équation équilibrée en moles signifie que deux moles d'hydrogène gazeux et une mole d'oxygène gazeux réagissent pour former deux moles d'eau. La conversion en grammes en utilisant les poids atomiques en grammes d’un tableau périodique des éléments donne les poids suivants: une mole d’hydrogène gazeux: 2 g, une mole d’oxygène gazeux: 32 g et une mole d’eau: 18 g. Selon l'équation en grammes, 4 grammes d'hydrogène réagissent avec 32 grammes d'oxygène pour former 36 grammes d'eau, ce qui correspond au rendement théorique de cette réaction.
Le rendement en pourcentage
Dans les réactions réelles, le rendement réel est généralement inférieur au rendement théorique. Les poids des réactifs peuvent ne pas être exactement équilibrés, les produits de la réaction sont donc moins importants. La réaction peut ne pas utiliser tous les réactifs car, sous forme de gaz, une partie est perdue dans l'air. Parfois, les réactifs ont des impuretés qui provoquent l’arrêt de la réaction et parfois, le produit de la réaction gêne la réaction. Pour toutes ces raisons, la production est inférieure au maximum théorique.
Lorsque le poids réel du produit de réaction est inférieur à la valeur théorique, le résultat peut être exprimé en pourcentage. Le poids réel divisé par le poids théorique multiplié par 100 donne le pourcentage de rendement de la réaction.
Dans la réaction d'hydrogène et d'oxygène, le poids théorique du produit de la réaction pour 4 grammes d'hydrogène et 32 grammes d'oxygène était de 36 grammes d'eau. Mais dans une vraie réaction, si 4 grammes d'hydrogène brûlent dans l'air, la quantité d'eau produite ne sera peut-être que de 27 grammes. En divisant la valeur réelle de 27 grammes par la valeur théorique de 36 grammes et en multipliant par 100, on obtient 75% du rendement en pourcentage de cette réaction.