La resa percentuale misura quanto prodotto reale si ottiene rispetto al massimo teorico previsto dalla stechiometria. È una grandezza pratica di laboratorio e di processo: confronta il risultato sperimentale con ciò che la reazione potrebbe produrre se il reagente limitante venisse convertito completamente nel prodotto desiderato.
oppure, se si lavora in moli:
La resa teorica si calcola sempre a partire dal reagente limitante e assumendo conversione completa verso il prodotto desiderato. La resa effettiva è quella misurata sperimentalmente dopo isolamento, purificazione ed eventuale essiccamento.
Procedura di calcolo
Una procedura ordinata è:
- bilanciare l’equazione chimica;
- convertire le quantità iniziali in moli;
- individuare il reagente limitante;
- calcolare le moli teoriche di prodotto;
- convertire in massa o nella grandezza richiesta;
- confrontare con la quantità realmente ottenuta.
Se la reazione è:
e A è il reagente limitante, le moli teoriche di prodotto sono:
La resa percentuale diventa:
Interpretazione chimica
Valori inferiori al 100\% possono derivare da reazioni laterali, equilibri non completamente spostati, perdite meccaniche, purificazione incompleta o decomposizione del prodotto. Una resa apparente superiore al 100\% segnala quasi sempre prodotto umido, contaminato o pesato prima dell’essiccamento.
In sintesi organica e in chimica applicata, una resa alta non è l’unico criterio di qualità. Contano anche selettività, purezza, costo dei reagenti, sicurezza, quantità di solvente, energia richiesta e scalabilità del processo. Una reazione con resa leggermente più bassa può essere preferibile se è più selettiva, più sicura o più semplice da purificare.
Resa, conversione e selettività
La resa percentuale non va confusa con la conversione. La conversione misura quanta parte di un reagente è stata consumata; la resa misura quanto prodotto desiderato è stato ottenuto. Se un reagente si consuma in reazioni laterali, la conversione può essere alta ma la resa del prodotto utile bassa.
Anche la selettività è distinta: indica quanto il processo favorisce il prodotto desiderato rispetto ai sottoprodotti. Nei processi industriali, resa, conversione e selettività devono essere lette insieme.
Un errore comune è calcolare la resa usando come denominatore la massa totale dei reagenti iniziali. Il denominatore corretto è la quantità teorica del prodotto, derivata dalla stechiometria e dal reagente limitante.
Vedi anche: Reagente limitante, Stechiometria.