Rendement pourcentage

Qu'est-ce que le pourcentage de rendement ?

Tu peux voir dans l'équation équilibrée de l'image ci-dessus qu'une mole d'éthène réagit avec l'eau pour produire une mole d'éthanol. Nous pouvons deviner que si nous faisons réagir 28 g d'éthène avec de l'eau, nous obtiendrons 46 g d'éthanol. Mais cette masse n'est que théorique. Dans la pratique, la quantité réelle de produit que nous obtenons est inférieure à celle que nous prévoyons en raison de l'inefficacité du processus de réaction.

Si tu réalisais une expérience avec exactement 1 mole d'éthène et un excès d'eau, la quantité de produit, l'éthanol, serait inférieure à 1 mole. Nous pouvons déterminer l'efficacité d'une réaction en comparant la quantité de produit obtenue lors d'une expérience à la quantité théorique obtenue à partir de l'équation équilibrée. C'est ce que nous appelons le pourcentage de rendement.

Facteurs qui affectent le pourcentage de rendement

Le processus de réaction est inefficace pour un certain nombre de raisons, dont certaines sont énumérées ci-dessous.

• Certains des réactifs ne se transforment pas en produit.

• Certains réactifs se perdent dans l'air (s'il s'agit d'un gaz).

• Des produits non désirés sont produits dans des réactions secondaires.

• La réaction atteint l'équilibre.

• Les impuretés arrêtent la réaction.

Calcul du pourcentage de rendement

Nous calculons le pourcentage de rendement à l'aide de la formule :

\(\texte{rendement en pourcentage}\)= \(\frac {\text{rendement réel}} {\text{rendement théorique}}\times100 \)

Illustrons cela par un exemple.

Qu'est-ce qu'un réactif limitant ?

Il arrive que nous n'ayons pas assez d'un réactif pour former la quantité de produit dont nous avons besoin.

Imagine que tu prépares neuf cupcakes pour une fête mais que onze invités se présentent. Tu aurais dû faire plus de petits gâteaux ! Les petits gâteaux sont maintenant un facteur limitant.

Fig. 2 - Réactif limitant

De la même façon, si tu n'as pas assez d'un certain réactif pour une réaction chimique, la réaction s'arrêtera lorsque le réactif sera épuisé. On appelle ce réactif un réactif limitant.

Un ou plusieurs réactifs peuvent être en excès. Ils ne sont pas tous utilisés dans une réaction chimique. Nous les appelons les réactifs en excès.

Comment trouver le réactif limitant

Pour déterminer lequel des réactifs d'une réaction chimique est le réactif limitant, tu dois commencer par l'équation équilibrée de la réaction, puis calculer le rapport des réactifs en moles ou par leur masse.

Prenons un exemple pour trouver le réactif limitant dans une réaction chimique.

$$ C_2H_4 + Cl_2\rightarrow C_2H_4Cl_2 $$

L'équation équilibrée montre qu'une mole d'éthène réagit avec une mole de chlore pour produire une mole de dichloroéthane. L'éthène et le chlore sont tous utilisés lorsque la réaction s'arrête.

\begin{align} &C_2H_4 +Cl_2\rightarrow C_2H_4Cl_2\\\ \text {Start}\qquad &1mole\quad 1mole\\\ \text{End}\qquad &0 moles\quad 0moles\quad 1mole\end{align}

Que se passe-t-il si nous utilisons 1,5 moles de chlore ? Quelle quantité de réactifs reste-t-il ?

\begin{align} &C_2H_4 \space +\space Cl_2\rightarrow \quad C_2H_4Cl_2\\ \text {Start}\qquad &1mole\quad 1.5moles\\ \text{End}\qquad &0 moles\quad 0.5moles\quad 1mole\end{align}

1 mole d'éthène et 1 mole de chlore réagissent pour donner 1 mole de dichloroéthane. Il reste 0,5 moles de chlore. L'éthène est le réactif limitant dans ce cas puisqu'il est entièrement utilisé à la fin de la réaction.

Pour l'exemple ci-dessus :

\(C_2H_4 + Cl_2\rightarrow C_2H_4Cl_2\)

Coefficient stoechiométrique de \(C_2H_4\) = 1

Nombre de moles = 1

1 ÷ 1 = 1

Coefficient stœchiométrique de \(Cl_2\) = 1

Nombre de moles = 1,5

1.5 ÷ 1 = 1.5

1 < 1,5, donc \N(C_2H_4\N) est le réactif limitant.

Erreurs en pourcentage

Lorsque nous réalisons une expérience, nous utilisons différents appareils pour mesurer des choses. Par exemple, une balance ou un cylindre de mesure. Lorsque nous utilisons ces appareils pour mesurer, ils ne sont pas tout à fait précis et présentent ce que l'on appelle un pourcentage d'erreur, et lorsque nous réalisons des expériences, nous devons être capables de calculer ce pourcentage d'erreur. Comment faire ?

1. Tout d'abord, nous devons trouver la marge d'erreur de l'appareil et nous devons ensuite voir combien de fois nous avons utilisé l'appareil pour une seule mesure.

2. Ensuite, nous devons voir quelle quantité d'une substance nous avons mesurée.

3. Enfin, nous utilisons les chiffres et les branchons sur l'équation suivante : erreur maximale/valeur mesurée x 100.

Comment minimiser le pourcentage d'erreur ?

Maintenant que nous savons comment calculer le pourcentage d'erreur, voyons comment le réduire.

1. Augmenter la quantité mesurée : la marge d'erreur d'un appareil est fixée, donc le seul facteur que nous pouvons changer est la quantité mesurée. Par conséquent, si nous l'augmentons, le pourcentage d'erreur sera plus faible.

2. Utiliser un appareil avec des divisions plus petites : si un appareil a des divisions plus petites, il est moins susceptible d'avoir une erreur marginale plus importante.