化学反応の理論的収量は、反応物の完全な変換を仮定して、生成物から取得できる最大量です。速度論的、熱力学的、または実験的な理由で、反応物の1つが部分的に反応する場合、得られる収率は理論値よりも低くなります。
この概念により、紙に書かれた化学反応（化学方程式）と現実のギャップを比較できます。一部は非常にシンプルに見えるかもしれませんが、実験的に複雑で低収量です。他のものは、実行されるとき、広範囲であるがシンプルで高性能でありえます。
出典：Pxhere
すべての化学反応と試薬の量には理論的な収量があります。これにより、プロセス変数とヒットの有効性の程度を確立できます。収率が高いほど（および時間が短いほど）、反応に適した条件が選択されます。
したがって、所与の反応について、温度範囲、撹拌速度、時間などを選択でき、最適な性能を実行できる。このような努力の目的は、理論上の収量を実際の収量に近づけることです。
理論上の収量はどれくらいですか？
理論的収率は、100％の変換を想定した反応から得られた生成物の量です。つまり、すべての制限試薬を消費する必要があります。
したがって、すべての合成は、理想的には100％に等しい実験的または実際の収率を与える必要があります。これは発生しませんが、高収率（> 90％）の反応があります
これはパーセンテージで表されます。計算するには、まず反応の化学式を使用する必要があります。化学量論から、一定量の制限試薬について、どれだけの量の生成物が生じるかが決定されます。この後、得られた製品の量（実際の収率）が、決定された理論値の量と比較されます。
％収率=（実際の収率/理論的収率）∙100％
この収率により、選択した条件下での反応の効率を推定できます。それらの値は、反応のタイプによって大幅に異なります。たとえば、一部の反応では、50％の収率（理論的な収率の半分）が反応の成功と見なされます。
しかし、そのようなパフォーマンスの単位は何ですか？反応物の質量、つまり、それらのグラム数またはモル数。したがって、反応の収率を決定するには、理論的に取得できるグラムまたはモルを知る必要があります。
上記は簡単な例で明らかにすることができます。
例
例1
次の化学反応を検討してください。
A + B => C
1gA + 3gB => 4gC
化学式は、種A、B、Cの化学量論係数が1つだけです。これらは架空の種であるため、分子または原子の質量は不明ですが、それらが反応する質量比は利用できます。つまり、Aの各グラムに対して、3 gのBが反応して4 gのCが得られます（質量の保存）。
したがって、この反応の理論収量は、1 gのAが3 gのBと反応する場合、4 gのCです。
Aが9gある場合、理論上の収量はどうなりますか？これを計算するには、AとCに関連する変換係数を使用します。
（9g A）∙（4g C / 1g A）= 36g C
試薬Aが増えるため、理論上の収量は4 g Cではなく36 g Cになることに注意してください。
2つのメソッド：2つの戻り値
上記の反応には、Cを生成する2つの方法があります。どちらも9gのAから開始すると仮定すると、それぞれに実際の収量があります。古典的な方法では、1時間で23 gのCを得ることができます。最新の方法を使用すると、29 gのCが30分で得られます。
各方法の収率％はいくつですか？理論収量が36 gのCであることを知って、一般式が適用されます。
収率％（従来の方法）=（23g C / 36g C）∙100％
63.8％
％収率（最新の方法）=（29g C / 36g C）∙100％
80.5％
論理的には、Aの9グラム（さらに27グラムのB）からより多くのグラムのCを生成することによる現代の方法の収率は80.5％で、従来の方法の63.8％の収率よりも高くなっています。
2つの方法のどちらを選択しますか？一見すると、現代の方法は古典的な方法よりも実行可能に見えます。ただし、経済的側面とそれぞれの考えられる環境への影響が決定に影響します。
例2
エネルギー源として発熱性で有望な反応を検討してください：
H 2 + O 2 => H 2 O
前の例のように、Hの化学量論係数に留意されたい。2とO 2を使用すると、Hの70グラムがある場合は1です2 Oの150グラムと混合2を、どのような反応の理論収量のだろうか？10および90gのH 2 Oが得られた場合の収量はどれくらいですか？
ここでは、何グラムのH 2またはO 2が反応するかは不明です。したがって、今回は各種のモルを決定する必要があります。
H 2のモル数=（70g）∙（mol H 2 / 2g）
35モル
O 2のモル数=（150g）∙（mol O 2 / 32g）
4.69モル
1 molのH 2が1 molのO 2と反応するため、制限試薬は酸素です。4.69モルのO 2があるため、4.69モルのH 2が反応します。同様に、形成されるH 2 Oのモルは4.69に等しくなります。したがって、理論収量は4.69モルまたは84.42gのH 2 O（モルに水の分子量を掛けたもの）です。
酸素不足と過剰な不純物
10 gのH 2 Oが生成される場合、収率は次のようになります。
％収率=（10g H 2 O / 84.42g H 2 O）∙100％
11.84％
大量の水素がほとんど酸素と混合されていないので、それは低いです。
一方、90 gのH 2 O が生成された場合、収量は次のようになります。
％収率=（90g H 2 O / 84.42g H 2 O）∙100％
106.60％
理論値より高いパフォーマンスはあり得ないため、100％を超える値は異常です。ただし、次の原因が考えられます。
-副反応や二次反応により他の製品が蓄積した。
-反応中または反応終了時に生成物が汚染された。
この例の反応の場合、水以外に生成物がないため、最初の原因は考えられません。2番目の原因は、そのような条件下で実際に90 gの水が得られた場合、誤って水と一緒に計量された他のガス状化合物（CO 2やN 2など）の侵入があったことを示しています。
参考文献
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