Theoretische und tatsächliche Ausbeute
Die theoretische Ausbeute ist die Produktmenge, die bei vollständigem Umsatz ohne jeden Verlust entstehen würde. Sie ergibt sich aus der Stoffmenge des limitierenden Edukts und dem Verhältnis der Koeffizienten in der Reaktionsgleichung. Mit der molaren Masse des Produkts wird daraus eine Masse in Gramm.
In der Praxis entsteht fast immer weniger. Reaktionen laufen nicht vollständig ab, Nebenreaktionen verbrauchen Edukt, und beim Filtrieren, Umkristallisieren und Umfüllen bleibt Substanz an Glaswänden und im Filterpapier zurück. Die prozentuale Ausbeute setzt die erhaltene Masse ins Verhältnis zur theoretischen und macht so Versuche vergleichbar.
Wichtig ist die Wahl des Edukts. Werden mehrere Ausgangsstoffe eingesetzt, bestimmt derjenige die Ausbeute, der gemessen an der Reaktionsgleichung zuerst aufgebraucht ist. Rechnen Sie im Zweifel für jedes Edukt die theoretische Ausbeute aus. Der kleinste Wert ist die tatsächliche Obergrenze, das zugehörige Edukt ist limitierend.
Ausbeute im Praktikum richtig bewerten
Was eine gute Ausbeute ist, hängt von der Reaktion ab. Einfache Fällungen erreichen oft über 90 Prozent, mehrstufige organische Synthesen mit Umkristallisation liegen häufig zwischen 50 und 80 Prozent. Bei Synthesen über mehrere Stufen multiplizieren sich die Einzelausbeuten: Drei Stufen mit je 80 Prozent ergeben insgesamt nur gut 51 Prozent.
Eine Ausbeute über 100 Prozent ist physikalisch unmöglich und weist auf einen Fehler hin. Meist ist das Produkt noch feucht oder enthält Lösungsmittelreste, Salze oder nicht umgesetztes Edukt. Trocknen Sie bis zur Gewichtskonstanz und prüfen Sie die Reinheit, etwa über den Schmelzpunkt. Der Rechner markiert solche Werte deshalb gesondert.
Für das Protokoll sollten Sie neben der Ausbeute auch die Stoffmengen angeben, die der Rechner in Millimol ausweist. So lässt sich nachvollziehen, ob ein Reagenz im Überschuss eingesetzt wurde. Die Koeffizienten müssen der ausgeglichenen Reaktionsgleichung entsprechen; entstehen zum Beispiel aus einem Molekül Edukt zwei Moleküle Produkt, tragen Sie beim Produkt 2 ein.
Die molaren Massen sollten zur tatsächlich eingesetzten Form passen, also gegebenenfalls mit Kristallwasser. Verwenden Sie für Rechnungen die Werte aus aktuellen Tabellen oder vom Gebinde. Wenn Sie zuerst ausrechnen möchten, wie viel des zweiten Reaktionspartners nötig ist, hilft der Stöchiometrie-Rechner, für die reine Umrechnung von Gramm in Mol der Stoffmenge-Rechner.
Tipps und typische Fehler
Ausbeute steigern.
- Trocknen: Bis konstant.
- Umfüllen: Nachspülen.
- Edukt: Limitierend wählen.
- Protokoll: mmol angeben.
Weitere Rechner: Mathe & Formeln
Häufige Fragen
Wie berechne ich die prozentuale Ausbeute?
Teilen Sie die erhaltene Produktmasse durch die theoretische Ausbeute und multiplizieren Sie mit 100.
Was ist das limitierende Edukt?
Der Ausgangsstoff, der nach der Reaktionsgleichung zuerst verbraucht ist. Er begrenzt die maximal mögliche Produktmenge.
Warum liegt meine Ausbeute über 100 Prozent?
Meist ist das Produkt nicht trocken oder verunreinigt. Trocknen Sie es bis zur Gewichtskonstanz und wiegen Sie erneut.
Was ist eine Gesamtausbeute?
Das Produkt der Einzelausbeuten aller Stufen einer mehrstufigen Synthese.
Wann wiege ich das Produkt?
Erst nach vollständigem Trocknen, am besten bis zur Gewichtskonstanz.
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