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Concept
Rendement chimique
Résumé
Le rendement chimique rend compte de l'efficacité de la réaction chimique étudiée. Le rendement désigne le rapport entre la quantité de produit obtenue et la quantité maximale qui serait obtenue si la réaction était totale.
Le rendement théorique est la quantité du produit prévue par un calcul stœchiométrique fondée sur les nombres de moles de tout réactif en présence. Ce calcul suppose qu'une seule réaction a lieu et que le réactif limitant réagit complètement. Cependant le rendement réel est très souvent inférieur (c'est-à-dire le pourcentage de rendement est inférieur à 100 %) pour plusieurs raisons indiquées aux sections suivantes.
La plupart des réactions sont incomplètes et les réactifs ne sont pas complètement transformés en produits. Si une réaction en sens inverse a lieu, l'état final contient des réactifs ainsi que des produits dans un état d'équilibre chimique. Le taux de conversion du réactif limité i est calculé de cette manière :
où n est la quantité de matière (moles), et les indices 0 et t représentent respectivement l'état initial et un temps ultérieur donné.
Deux ou plusieurs réactions peuvent se faire simultanément, de sorte qu'une partie des réactifs est convertie en sous-produits (produits secondaires) non souhaités.
La sélectivité Sj/i représente la fraction du réactif limitant réagi qui est transformé au produit j (et non aux autres produits qui peuvent être formés en parallèle).
représente un coefficient stœchiométrique.
Mathématiquement, le rendement chimique du produit j formé dans un système fermé s'exprime selon la formule :
Pour un système continu, le calcul du rendement se fait en utilisant des débits molaires :
Le rendement pratique du produit isolé est inférieur à celui correspondant à la quantité du produit formé. En effet, une partie du produit est perdue durant les indispensables processus de séparation et de purification à partir du mélange réactionnel.
Dans certains cas, le rendement apparent peut être supérieur à 100 % si le produit est impur, de sorte que la masse mesurée du produit inclut la masse des impuretés.
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