Hiệu suất lý thuyết là gì?
Hiệu suất lý thuyết là lượng sản phẩm tối đa mà một phản ứng hóa học có thể tạo ra, với giả định phản ứng xảy ra hoàn toàn và không có hao hụt. Giá trị này được quyết định hoàn toàn bởi chất phản ứng giới hạn — chất bị tiêu thụ hết trước tiên — cùng với phương trình hóa học đã cân bằng. Công cụ này chuyển khối lượng chất phản ứng giới hạn thành số mol, áp dụng tỉ lệ mol hợp thức lấy từ phương trình cân bằng, rồi quy đổi ngược lại thành số gam sản phẩm.
Cách sử dụng máy tính
Nhập khối lượng chất phản ứng giới hạn theo gam và khối lượng mol của nó theo g/mol. Tiếp đó, nhập hệ số của sản phẩm và hệ số của chất phản ứng giới hạn đúng như chúng xuất hiện trong phương trình đã cân bằng, cùng với khối lượng mol của sản phẩm. Công cụ sẽ trả về hiệu suất lý thuyết tính bằng gam, kèm theo các giá trị mol trung gian để bạn dễ dàng đối chiếu và kiểm tra lại bài làm.
Giải thích công thức
Trước tiên, số mol chất phản ứng giới hạn = khối lượng ÷ khối lượng mol. Tiếp theo, tỉ lệ hợp thức = hệ số sản phẩm ÷ hệ số chất phản ứng giới hạn. Nhân số mol với tỉ lệ này ta được số mol sản phẩm, rồi nhân tiếp với khối lượng mol của sản phẩm sẽ cho ra hiệu suất lý thuyết theo gam: $$\text{Yield} = \dfrac{m_{lim}}{M_{lim}} \times \dfrac{c_{prod}}{c_{lim}} \times M_{prod}$$.
Ví dụ minh họa
Đốt cháy 16 g metan (CH₄, khối lượng mol 16,04 g/mol) trong phản ứng CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O sẽ tạo ra CO₂ (khối lượng mol 44,01 g/mol). Số mol CH₄ = \(16 \div 16{,}04 \approx 0{,}9975\). Tỉ lệ CO₂:CH₄ là 1:1, nên số mol CO₂ \(\approx 0{,}9975\), và hiệu suất \(\approx 0{,}9975 \times 44{,}01 \approx 43{,}9\) g CO₂.
Câu hỏi thường gặp
Chất phản ứng giới hạn là gì? Đó là chất bị tiêu thụ hết trước tiên, qua đó ấn định lượng sản phẩm tối đa có thể tạo thành. Luôn tính hiệu suất lý thuyết dựa trên chất phản ứng giới hạn.
Hiệu suất lý thuyết khác hiệu suất thực tế ra sao? Hiệu suất thực tế là lượng bạn đo được trong phòng thí nghiệm và thường thấp hơn do phản ứng phụ và hao hụt. Hiệu suất phần trăm = (thực tế ÷ lý thuyết) × 100.
Nếu hệ số của sản phẩm lớn hơn thì sao? Tỉ lệ lớn hơn 1 nghĩa là mỗi mol chất phản ứng giới hạn tạo ra nhiều mol sản phẩm hơn, làm tăng hiệu suất theo đúng tỉ lệ đó.
