La resa teorica di una reazione chimica è la quantità ottenuta di un prodotto di una reazione in cui il reagente limitante è stato completamente consumato. Mentre i chimici imparano a bilanciare le equazioni chimiche, in pratica un reagente sarà presente in quantità inferiori a quelle stechiometriche. Il reagente limiterà la quantità di prodotto possibile dalla reazione. Il metodo per calcolare la resa teorica è semplice. L’applicazione di questo calcolo in un ambiente del mondo reale è più utile, ma più complessa.
Nella prima fase del calcolo della resa teorica, viene scritta l’equazione chimica bilanciata e viene esaminato il rapporto in moli di ciascun reagente. La quantità di ciascun reagente viene determinata pesando i reagenti, misurando le concentrazioni o utilizzando soluzioni standard. Il reagente limitante si trova convertendo la quantità di reagenti presenti in moli di ciascun reagente e determinando, in base ai rapporti del primo passaggio, quale reagente si esaurirà prima che vengano utilizzati tutti gli altri reagenti. Il rapporto tra le moli di prodotto e le moli di reagente limitante dall’equazione bilanciata viene moltiplicato per le moli di reagente limitante disponibile per trovare le moli di prodotto. Quindi utilizzando il peso molecolare del prodotto, questa risposta viene convertita in grammi di prodotto o altra misura adeguata.
In laboratorio, i chimici iniziano con una reazione proposta. I prodotti di reazione sono previsti e confermati sperimentalmente. Un’equazione chimica bilanciata viene scritta utilizzando la conoscenza della reazione. Date le concentrazioni di partenza di ciascun reagente, viene scelto il reagente limitante e la resa viene calcolata in base al fatto che tale reagente sia completamente convertito in prodotto. In futuri esperimenti o analisi del campione, la resa effettiva sarà confrontata con la resa teorica e le cause della perdita di prodotto determinate.
Per calcolare la resa teorica è necessario conoscere i reagenti ei prodotti della reazione. Questo può essere più complesso in ambienti industriali reali rispetto alle condizioni di laboratorio. La reazione, ad esempio, potrebbe avvenire in una condizione acida o basica, e potrebbe esserci corrosione dei tubi che rilasciano metalli che potrebbero fungere da catalizzatori. I calcoli di laboratorio dovrebbero essere supportati da campioni tratti dal processo di interesse.
Tipicamente, le reazioni inorganiche, particolarmente quelle che producono un precipitato solido o un prodotto volatile, possono essere condotte in condizioni che danno una reazione completa del reagente limitante. Queste reazioni possono spesso produrre vicino al 100% del teorico. Le reazioni organiche spesso producono molti più sottoprodotti a causa di flussi di reagenti meno puri e della molteplicità di possibili reazioni. I processi industriali che coinvolgono reazioni organiche nell’industria raramente producono risultati che si avvicinano alla resa teorica. Questi processi richiedono solitamente successivi passaggi di separazione e purificazione.