Hiệu suất phản ứng là gì?
Hiệu suất phản ứng (percent yield) cho biết một phản ứng hóa học diễn ra hiệu quả đến mức nào. Nó so sánh lượng sản phẩm bạn thực sự thu được (lượng thực tế) với lượng tối đa mà tính toán theo phương trình hóa học dự đoán (lượng lý thuyết). Hiệu suất 100% nghĩa là phản ứng hoàn hảo, không hao hụt; còn giá trị thấp hơn phản ánh các phản ứng phụ, phản ứng chưa hoàn toàn, hoặc thất thoát trong quá trình tinh chế và thao tác.
Cách sử dụng máy tính
Nhập lượng thực tế (khối lượng hoặc số mol sản phẩm bạn đo được trong phòng thí nghiệm) và lượng lý thuyết (giá trị tính từ phương trình đã cân bằng). Hai giá trị phải dùng cùng một đơn vị. Máy tính sẽ lấy lượng thực tế chia cho lượng lý thuyết rồi nhân với 100 để ra hiệu suất phần trăm.
Giải thích công thức
Công thức như sau:
$$\text{Hiệu suất (\%)} = \dfrac{\text{Lượng thực tế}}{\text{Lượng lý thuyết}} \times 100$$
Các đơn vị (gam, mol, kilôgam) sẽ tự triệt tiêu miễn là cả hai số đều cùng đơn vị, kết quả còn lại là một phần trăm gọn gàng. Hãy luôn nhớ tính lượng lý thuyết dựa trên chất phản ứng giới hạn (chất hết trước).
Ví dụ minh họa
Giả sử một phản ứng được dự đoán tạo ra 10 gam sản phẩm (lượng lý thuyết), nhưng bạn chỉ thu hồi được 8,5 gam (lượng thực tế). Hiệu suất sẽ là $$(8{,}5 \div 10) \times 100 = 85\%$$ Đây là một mức hiệu suất khá tốt đối với nhiều phản ứng hữu cơ.
Câu hỏi thường gặp
Hiệu suất có thể vượt quá 100% không? Về lý thuyết là không. Giá trị trên 100% thường có nghĩa là sản phẩm chưa tinh khiết, vẫn còn lẫn dung môi, hoặc phép cân đã tính thêm cả khối lượng tạp chất.
Vì sao hiệu suất của tôi lại thấp? Các nguyên nhân phổ biến gồm: phản ứng chưa hoàn toàn, có phản ứng phụ cạnh tranh, thất thoát khi chuyển chất, và sản phẩm còn tan trong dung dịch.
Nên dùng đơn vị nào? Đơn vị nào cũng được (gam, mol, v.v.), miễn là lượng thực tế và lượng lý thuyết cùng đơn vị để chúng triệt tiêu cho nhau.
