أوجد نسبة المردود أو المردود الفعلي أو المردود النظري لأي تفاعل. أدخل القيمتين المتوفرتين لديك، وستُحسب القيمة الثالثة أثناء الكتابة.
نسبة المردود
الحل التفصيلي خطوة بخطوة
تساوي نسبة المردود المردودَ الفعلي مقسومًا على المردود النظري، مضروبًا في 100. تطبّق الحاسبة أعلاه هذه الصيغة، وتحوّل وحداتك، وتقيّم النتيجة وفق فئات الجودة القياسية. فتفاعل ينتج 4.0 غ من الناتج حيث تسمح المعادلة بـ 5.0 غ يكون قد سار بنسبة 80%.
01. التعريف
نسبة المردود هي النسبة بين المردود الفعلي لتفاعل كيميائي ومردوده النظري، معبَّرًا عنها كنسبة مئوية. وهي تجيب عن سؤال واحد: من إجمالي الناتج الذي أشارت المعادلة الموزونة إلى إمكانية تكوينه، كم فعليًا تمكّنت من فصله؟
يرمز الكيميائيون لها بـ نسبة المردود (Yp). فقيمة Yp تساوي 85% تعني أن 85 من كل 100 غرام ممكن من الناتج انتهى إلى الميزان، بينما ضاعت 15 غرامًا بسبب التحول غير الكامل، أو التفاعلات الجانبية المنافسة، أو الفقد الآلي أثناء الترشيح والنقل. ويُسمّى المردود الفعلي أيضًا المردود التجريبي، والمصطلحان قابلان للتبادل. هذا هو تعريف نسبة المردود بالكامل.
ولأنها تُلخّص كل ما حدث داخل الدورق في رقم واحد، فإن هذه القيمة هي المقياس المعياري لـ كفاءة التفاعل، وهي معدّل نجاح يعكس مدى اكتمال العملية الكيميائية ومقدار ما نجا من الناتج بعد المعالجة النهائية. وهي الرقم الذي يعتمد عليه الكيميائيون عند مقارنة الكفاءة الكيميائية بين مسارات مختلفة، لأنها توحّد ناتج التفاعل بالنسبة إلى الحد الأقصى الذي حدّدته المعادلة. فمردود كيميائي يساوي 0% يعني أنه لم يُفصل أي شيء صالح للاستخدام. أما 100% فهو الحد الستوكيومتري الذي لا يبلغه أي إجراء حقيقي.
وهذه القيمة عديمة الأبعاد. فبما أنها تقسم كتلة على كتلة أخرى، أو عدد مولات على عدد مولات آخر، فإن الوحدات تُحذف ولا يبقى سوى نسبة مئوية. ولهذا يمكن مقارنة مردود تفاعل مباشرةً بين خطوة كيمياء دوائية بمقياس المليغرام وعملية صناعية بمقياس الطن.
ونسبة المردود ليست هي نفسها نسبة النقاء، التي تقيس مقدار ما في العيّنة المفصولة من المركّب المستهدف حقًا، وليست أيضًا نسبة الاسترجاع، التي تقيس مقدار ما ينجو من المادة بعد خطوة تنقية. وسيتم تناول هذين الفرقين بمزيد من التفصيل أدناه في هذه الصفحة.
02. الصيغة
بالكلمات: تساوي نسبة المردود المردودَ الفعلي مقسومًا على المردود النظري، مضروبًا في مئة. هذه الجملة الواحدة هي الطريقة كاملة، وكل الحسابات الأخرى في هذه الصفحة هي إعادة ترتيب لمعادلة نسبة المردود ذاتها.
يجب أن تشترك الكميتان في الوحدة نفسها قبل القسمة: غرام مع غرام، أو مول مع مول. ومزج كتلة مع كمية مادة يعني تحويل واحدة منهما أولًا، وهذا يتطلب الكتلة المولية للناتج. أما محول الغرامات إلى مولات فهو الذي يحوّل بين الاثنتين. وتقوم الحاسبة في أعلى هذه الصفحة بهذا التحويل نيابةً عنك، ولا تطلب الكتلة المولية إلا عندما تشمل وحدتاك بالفعل كلا البعدين.
وعند إعادة ترتيب العلاقة نفسها لإيجاد المجهولين الآخرين، نحصل على الفعلي = (Yp ÷ 100) × النظري و النظري = الفعلي ÷ (Yp ÷ 100). وتبديل التبويب في الحاسبة يطبّق تلقائيًا الصيغة التي تحتاجها.
03. الطريقة
اكتب التفاعل وقم بوزنه، لأن كل نسبة مولية تستخدمها بعد ذلك مستمدّة من تلك المعاملات. راجع موازن المعادلات.
حوّل كل متفاعل إلى مولات وحدّد أيّها ينفد أولًا، فهو وحده الذي يضع الحد الأقصى. وتقوم حاسبة المتفاعل المحدِّد بإجراء هذه المقارنة.
حوّل المتفاعل المحدِّد إلى مولات، طبّق النسبة المولية، ثم اضرب في الكتلة المولية للناتج للعودة إلى الغرامات. الطريقة الكاملة محلولة في حاسبة المردود النظري.
افصل ناتجك ونقّه وجفّفه حتى تثبت كتلته، ثم زِنه، فأي مذيب محتجَز سيُفسد النتيجة.
اقسم المردود الفعلي على المردود النظري واضرب في 100 للحصول على نسبة المردود.
الترتيب مهم. فالانتقال مباشرةً إلى الخطوة الخامسة بمعادلة غير موزونة، أو حساب المردود النظري من متفاعل كان موجودًا بفائض، يُنتج رقمًا يبدو معقولًا لكنه بلا معنى. والخطوات من الأولى إلى الثالثة هي حيث تنشأ فعليًا معظم أخطاء نسبة المردود.
وفي الخطوة الرابعة تحدّد دقة تقنية المعمل النتيجة. وأي تحليل للخطأ التجريبي في حساب المردود يبدأ من الميزان: فالتصفير المنحرف، أو كعكة الترشيح الرطبة، أو الناتج المتبقي في مزيج التفاعل، كل ذلك يغيّر البسط دون أن يكون هناك أي خطأ كيميائي. فزِن على ميزان معايَر، وجفّف حتى تثبت الكتلة، وسجّل القيمة قبل أن تمتصّ العيّنة رطوبة الجو.
04. المقارنة
تأتي مدخلتا الصيغة من مصدرين مختلفين تمامًا: واحدة تُستمَد على الورق، والأخرى تُقرأ من الميزان. والخلط بينهما هو المصدر الأكثر شيوعًا لنسبة مردود خاطئة.
محسوب
أقصى كتلة من الناتج يمكن للتفاعل أن يُنتجها. وهي مُستمَدة بالكامل على الورق من المعادلة الموزونة والمتفاعل المحدِّد: حوّل المتفاعل المحدِّد إلى مولات، طبّق النسبة المولية، حوّل مرة أخرى إلى كتلة. وهي تفترض أن كل جزيء يتفاعل وأنه لا يوجد أي فقد، فهي بذلك حدّ أقصى لا تنبّؤ، ولن يتجاوزها أي تجربة أبدًا.
مقاس
كتلة الناتج التي تحصل عليها فعليًا في النهاية، وتُسمّى أيضًا المردود التجريبي. ولا يمكن الحصول عليها إلا تجريبيًا: نفّذ التفاعل، افصل الناتج، طبّق تقنيات التنقية كإعادة التبلور أو الترشيح أو الفصل الكروماتوغرافي بالعمود، جفّفه حتى تثبت الكتلة، وزِنه. ولأنها تعكس كل ما حدث فعليًا داخل الدورق، فهي دائمًا الأصغر من القيمتين.
من المتوقع عمليًا أن يكون المردود الفعلي أقل من أو يساوي المردود النظري، ولا يزيد عنه أبدًا. فالمردود النظري يصف تفاعلًا مثاليًا مع استرجاع مثالي، ولا يحقق أي إجراء حقيقي كلا الأمرين، فأي قيمة مقاسة تتجاوزه تكون إشارة إلى أن العيّنة ما زالت تحتوي على مذيب أو شوائب، وليست دليلًا على تفاعل جيد بشكل غير معتاد.
05. المعايير المرجعية
تُعدّ نسبة المردود التي تزيد على 90% ممتازة. وأدنى من ذلك، تتدرّج الفئات التقليدية المستخدمة في الكيمياء التحضيرية من جيدة جدًا إلى ضعيفة، كما هو مبيّن في الجدول.
| نطاق المردود | التقييم |
|---|---|
| ≥ 90% | ممتاز |
| 80 – 89% | جيد جدًا |
| 70 – 79% | جيد |
| 50 – 69% | مقبول |
| < 50% | ضعيف |
وكقاعدة عملية تقريبية، فإن أي قيمة عند أو أعلى من 70% تُعامَل عمومًا كمردود مقبول لأعمال التدريس والتحضير، وهذا ما يفسّر ظهور نسبة 70% كهدف متكرر في أدلة المعامل.
وهذه الفئات إرشاد عام لا معيار عالمي صارم. فما يُعتبر جيدًا يتوقف بشكل كبير على صعوبة التفاعل: فترسيب من خطوة واحدة يعطي 75% يكون مخيّبًا للآمال، بينما القيمة نفسها في تصنيع متعدد الخطوات وصعب مع وسيط حساس تكون نتيجة قوية. لذا احكم على أي مردود دائمًا بمقارنته بإجراءات مماثلة في المراجع العلمية.
06. الأسباب
تقع تقريبًا كل التفاعلات تحت 100%، والحالات القليلة التي تبدو متجاوزة له هي مجرد أخطاء قياس. وتنقسم الأسباب بوضوح إلى مجموعتين.
أين تذهب الكتلة
تشخيص تفصيلي وحلول لكل حالة: أخطاء المعمل الشائعة.
لماذا يكذب الميزان
وكلاهما له العلاج نفسه: جفّف العيّنة حتى تثبت كتلتها، مع الوزن المتكرر حتى تتوقف القراءة عن التراجع، ثم زِنها من جديد. وستستقرّ نسبة المردود الحقيقية دائمًا تحت 100%. مثال محلول: ناتج تزن كتلته 5.31 غ مقابل مردود نظري قدره 4.35 غ يعطي 122.1%. وبعد التجفيف الصحيح، وصلت كتلة العيّنة نفسها إلى 4.00 غ، أي مردود حقيقي قدره 92.0%.
تُفسّر أربعة متغيرات معظم التفاوت بين تجربتين لنفس الإجراء. درجة الحرارة و والضغط يحدّدان حركية التفاعل، وفي حالة التفاعل العكسي، موضع التوازن، فرفعهما قد يزيد التحوّل أو، في حالة توازن ناشر للحرارة، يخفض الحد الأقصى دون أن يُلاحَظ ذلك. زمن التفاعل يحدّد ما إذا كان المزيج قد بلغ الاكتمال فعليًا. التركيز واختيار المذيب يتحكّمان في سرعة التقاء المتفاعلات وفي مقدار ما يبقى مذابًا من الناتج. أما العامل الحفّاز فيغيّر معدّل التفاعل وانتقائية المسار دون أن يحرّك التوازن على الإطلاق. وضبط شروط التفاعل بشكل صحيح هو ما يميّز نسبة 70% قابلة للتكرار عن تشتّت النتائج بين تجربة وأخرى.
يعمل تحسين المردود على جبهتين: تكوين ناتج أكثر، ثم فقد أقلّ منه. ودفع التفاعل إلى الأمام يعني استخدام فائض من المتفاعل الأرخص، وإطالة الزمن أو الحرارة ضمن حدود الثبات، وإزالة ناتج ما لدفع تفاعل عكسي نحو الأمام، واختيار عامل حفّاز يفضّل مسارك على التفاعلات الجانبية. أما فقد كمية أقل فيعني تقليل عمليات النقل، والغسل بمذيب لا يذوب فيه ناتجك إلا بالكاد، وتبريد إعادة التبلور ببطء، وتطبيق أساليب تجفيف صحيحة حتى ثبات الكتلة قبل الوزن النهائي. وتشخيص أي الجبهتين يُكلّفك أكثر هو موضوع أخطاء المعمل الشائعة دليلنا.
07. أمثلة محلولة
أربعة تفاعلات، تم حلّ كل منها من القيم المعطاة إلى النتيجة المقيَّمة. اضغط على بطاقة لتحميل أرقامها في الحاسبة.
NaCN + (CH₃)₂CO → (CH₃)₂C(OH)CN
جيد جدًا يُضاف سيانيد الصوديوم إلى الأسيتون لإعطاء سيانوهيدرين الأسيتون، وهو مركّب يُصنَّف أيضًا باسم هيدروكسي أسيتونيتريل. وعند 85.3% تقع هذه النسبة في فئة جيد جدًا، والنقص المسجَّل نموذجي بالنسبة لمعالجة نهائية مائية.
CaCO₃ + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂
ممتاز تفاعل نظيف بين حمض وكربونات يقترب من الاكتمال. أكثر من 90%، فالإجراء محسَّن فعليًا.
التفاعل نفسه، مع معالجة نهائية سيئة التنفيذ
ضعيف استرجاع أقل من ربع الحد الأقصى يعني في الغالب أن الناتج قد ضاع في الرشيح ولم يتكوّن أصلًا. تحقّق من الذوبانية قبل إلقاء اللوم على التفاعل.
الجلوكوز، C₆H₁₂O₆، الكتلة المولية = 180.16 غ/مول
جيد حوّل أولًا، ثم اقسم ثانيًا. فقسمة 3.50 غ على 0.0250 مول قبل التحويل تعطي رقمًا بلا معنى، لأن القيمتين يجب أن تشتركا في البعد نفسه لحظة القسمة، لا بعدها. وتقريب قيمة المول إلى 0.0194 قبل القسمة يعطي 77.6%، ولهذا يُذكَر هذا الرقم كثيرًا، لكن استخدام القيمة الكاملة يعطي 77.71%.
ولا تتغير الحسابات مع اختلاف الكيمياء. فأي مثيلة فريدل-كرافتس تحوّل البنزين إلى التولوين، أو إعادة تبلور من الميثانول، تُعالَج بالنسبة نفسها تمامًا، ولا يختلف إلا الكتلة المولية. وخمسة أمثلة محلولة إضافية، تشمل حالات المتفاعل المحدِّد والنسبة المولية، مُدرَجة في مكتبة الأمثلة المحلولة.
08. التمييز
تقيس نسبة المردود ناتج تفاعل تصنيعي. وتقيس نسبة الاسترجاع مقدار ما ينجو من المادة بعد خطوة تنقية كإعادة التبلور أو الترشيح.
وتشترك الصيغتان في الشكل نفسه، وهو كتلة مقاسة على كتلة مرجعية مضروبة في 100، لكن المقام يعني شيئًا مختلفًا في كل حالة. فبالنسبة للمردود، هو الحد الأقصى الستوكيومتري الذي تسمح به المعادلة. وبالنسبة للاسترجاع، فهو ببساطة كتلة المادة التي وضعتها في عملية التنقية، والتي لم يتحوّل منها كيميائيًا شيء. وهذه هي صيغة نسبة الاسترجاع بالكامل: المُسترجَع ÷ الابتدائي × 100. فإعادة تبلور 2.00 غ من مادة صلبة خام وجمع 1.60 غ من بلورات نقية يمثّل نسبة استرجاع تساوي 80.0%، ولا تدخل أي معادلة موزونة في هذا الأمر على الإطلاق.
ولحساب قيمة الاسترجاع، استخدم حاسبة نسبة الاسترجاع المخصصة لذلك. وهناك مقياس ذو صلة، وهو نسبة الخطأ، الذي يقارن قيمة مقاسة بقيمة معتمدة، ويجيب مرة أخرى عن سؤال مختلف.
09. المرحلة السابقة
تعتمد نسبة المردود كليًا على رقم يجب حسابه أولًا. فالمردود النظري نتاج الحسابات الستوكيومترية، وتبدأ هذه الحسابات بالمتفاعل المحدِّد.
المتفاعل المحدِّد، ويُسمّى أيضًا limiting reagent، هو المتفاعل الذي يُستهلَك بالكامل أولًا، وهو وحده الذي يضع الحد الأقصى لمقدار الناتج الذي يمكن أن يتكوّن. وكل متفاعل آخر يُعدّ متفاعلًا بفائض لا يؤثّر في المردود النظري، ولهذا فإن الحساب انطلاقًا من متفاعل خاطئ يُضخّم المقام دون أن يُلاحَظ ذلك، ويُخفّض نسبتك المئوية.
وتحمل ثلاث كميات الحسابات الستوكيومترية من ذلك المتفاعل إلى كتلة من الناتج. فالنسبة المولية تأتي من معاملات المعادلة الموزونة وتخبرك بعدد مولات الناتج التي يمكن أن يعطيها كل مول من المتفاعل. أما الكتلة المولية فتحوّل بين الغرامات والمولات في طرفي عملية التحويل هذه. أما المعادلة الموزونة نفسها فهي مصدر النسبة، فيجب أن تكون صحيحة قبل أن يكون أي شيء لاحق لها صحيحًا.
The mole itself is fixed to a count, Avogadro's number, 6.022 × 10²³ units of whatever you're counting, which is what lets a mole ratio move between amounts of different substances at all; converting a measured mass into that count is covered on the grams-to-moles calculator.
نفّذ السلسلة كاملة في خطوة واحدة باستخدام حاسبة الحسابات الستوكيومترية، أو حدّد القيد أولًا باستخدام حاسبة المتفاعل المحدِّد.
غالبًا ما يُخلَط بين الاثنين. معدّل التحوّل هو نسبة المتفاعل المحدِّد التي استُهلكت. أما نسبة المردود فهي نسبة الناتج النظري التي فصلتها فعليًا. ويتطابقان فقط عندما يكون التفاعل انتقائيًا تمامًا. فقد يبلغ تصنيع ما تحوّلًا كاملًا، دون بقاء أي مادة أولية في مزيج التفاعل، ويعطي مع ذلك مردودًا ضعيفًا، لأن المتفاعل تحوّل إلى نواتج جانبية بدلًا من المركّب المطلوب. وقراءة القيمتين معًا هي ما يوضّح لك ما إذا كان عليك العمل على الكيمياء نفسها أو على المعالجة النهائية.
10. جدول مرجعي
يختلف ما يُعدّ مردودًا طبيعيًا اختلافًا كبيرًا بحسب نوع الكيمياء المعنية. وهذه هي النطاقات التي تُذكَر عادةً لكل فئة من العمليات.
| نوع التفاعل | المردود النموذجي |
|---|---|
| التصنيع العضوي | 60 – 85% |
| الترسيب غير العضوي | 85 – 98% |
| التفاعلات الإنزيمية | 40 – 90% |
| العمليات الصناعية | 85 – 99% |
| التصنيع في المعامل الأكاديمية | 50 – 80% |
11. الأسئلة
اقسم المردود الفعلي على المردود النظري، ثم اضرب في 100. والمردود الفعلي هو الكتلة التي فصلتها وزنتها، والمردود النظري هو الحد الأقصى الذي تسمح به المعادلة الموزونة. فبالنسبة لمردود فعلي قدره 4.0 غ مقابل مردود نظري قدره 5.0 غ، تكون نسبة المردود 4.0 ÷ 5.0 × 100 = 80%.
تقيس نسبة المردود في الكيمياء مدى كفاءة تحويل التفاعل لمتفاعله المحدِّد إلى ناتج مفصول، مُعبَّرًا عنها كنسبة مئوية. وهي تقارن ما استرجعته فعليًا بالحد الأقصى النظري. ونسبة مردود تساوي 92.0% تعني أنك حصلت على 92 من كل 100 غرام ممكن، وأن الـ8 غرامات المتبقية ضاعت بسبب تحوّل غير كامل، أو تفاعلات جانبية، أو التعامل مع العيّنة.
لا وحدة خاصة بها. فنسبة المردود هي نسبة بين كتلتين أو كميتين، فتُحذف الوحدات ويكون الجواب نسبة مئوية صرفة. أما المدخلات فتحتاج إلى وحدات، ويجب أن تتطابق في البعد قبل القسمة. فغرام على غرام، أو مول على مول، كلاهما يعطي النسبة المئوية نفسها.
نسبة الفقد هي جزء المردود النظري الذي لم تسترجعه، معبَّرًا عنها كنسبة مئوية. تُحسَب كـ (النظري − الفعلي) ÷ النظري × 100، أو ببساطة 100 − نسبة المردود عندما يكون المردود الفعلي أقل من النظري. ولذلك فإن مردودًا نسبته 92.0% يحمل فقدًا نسبته 8.0%.
أعد ترتيب الصيغة بحيث يكون المردود الفعلي = (نسبة المردود ÷ 100) × المردود النظري. فبنسبة مردود قدرها 70% ومردود نظري قدره 5 غ، يكون المردود الفعلي 0.70 × 5 غ = 3.5 غ. بدّل الحاسبة إلى إيجاد المردود الفعلي وستطبّق إعادة الترتيب هذه نيابةً عنك.
المردود الفعلي هو 10.5 غ. استخدم المردود الفعلي = (نسبة المردود ÷ 100) × المردود النظري، وهذا يعطي (70 ÷ 100) × 15 غ = 0.70 × 15 غ = 10.5 غ. والـ4.5 غ المتبقية هي نسبة الفقد، وتساوي 30% من المردود النظري.
نعم. فنسبة المردود هي نسبة، وبالتالي فهي عديمة الأبعاد ما دامت القيمتان تشتركان في البعد نفسه. وتصلح كتلتان، وتصلح كذلك كميتان بالمول. وما لا يصلح هو قسمة كتلة على كمية مادة، فمقارنة 3.50 غ بـ 0.0250 مول تحتاج إلى الكتلة المولية لتحويل واحدة منهما أولًا.
تُوفّر الحسابات الستوكيومترية المردود النظري الذي تُقسَم عليه نسبة المردود. فهي تحوّل كتلة المتفاعل المحدِّد إلى مولات، وتطبّق النسبة المولية من المعادلة الموزونة، ثم تحوّل مرة أخرى إلى كتلة الناتج. وبدون هذه الخطوة لا يكون لديك مقام، ولهذا فإن معادلة غير موزونة تجعل كل نسبة مردود لاحقة خاطئة.
المتفاعل المحدِّد هو المتفاعل الذي ينفد أولًا، وهو مهم لأنه وحده يضع المردود النظري. اقسم مولات كل متفاعل على معامله، وأصغر ناتج قسمة يحدّده. ولا تدخل المتفاعلات الفائضة أبدًا في الحساب، فاستخدام واحد منها خطأً يُضخّم المردود النظري ويُقلّل النسبة المئوية دون وجه حق.
نعم رياضيًا، لكنها لا تُعدّ أبدًا نتيجة كيميائية حقيقية. فقيمة تزيد على 100% تعني أن الكتلة التي وزنتها تحتوي على شيء آخر غير الناتج النقي، وهو في الغالب مذيب متبقٍّ. جفّف العيّنة حتى تثبت كتلتها وزِنها من جديد: فقراءة 5.31 غ مقابل حد أقصى قدره 4.35 غ انخفضت إلى 4.00 غ بعد التجفيف، محوّلة 122.1% إلى 92.0%.
المردود النظري يُحسَب، والمردود الفعلي يُقاس. فالمردود النظري هو الكتلة القصوى التي تسمح بها المعادلة الموزونة انطلاقًا من المتفاعل المحدِّد، بافتراض تحوّل كامل وعدم وجود فقد. والمردود الفعلي هو ما تفصله وتجفّفه وتزنه. الأول حدّ أقصى، والثاني ما أعطاك المعمل فعليًا، ومن المتوقع أن يكون أقلّ.
لا، ليس عمليًا. فهناك دائمًا جزء من المتفاعل المحدِّد لا يتفاعل، وتستهلك التفاعلات المنافسة بعض المادة، ويبقى الناتج دائمًا على الأدوات الزجاجية أو في الرشيح. ونسبة 100% بالضبط على المستوى التحضيري ينبغي أن تُفهَم كمشكلة قياس، وعادةً عيّنة لم تجفّ بعد، وليست دليلًا على تفاعل مثالي.
أكثر من 90% ممتاز، و70% هو الهدف العملي المعتاد. وبين 80% و89% جيد جدًا، ومن 70% إلى 79% جيد، ومن 50% إلى 69% مقبول، وأقل من 50% ضعيف. لكن قيّمها دائمًا بالنسبة إلى التفاعل نفسه، فنسبة 60% في تصنيع مزدحم متعدد الخطوات نتيجة أقوى من 90% في ترسيب بسيط.
توجد خمسة أسباب تفسّر معظم ذلك: تحوّل غير كامل للمتفاعل المحدِّد، وتفاعلات جانبية منافسة، وناتج ضاع أثناء النقل والترشيح، وخطأ قياس، ومتفاعل غير نقي يُخفّض الحد الأقصى الحقيقي. وعلى المقاييس الصغيرة تسود فقدانات النقل، لأن عددًا ثابتًا من المليغرامات المتبقية على الأدوات الزجاجية يمثّل حصة أكبر من دفعة صغيرة.
نسبة المردود تقيس تصنيعًا، ونسبة الاسترجاع تقيس تنقية. تُقسَم نسبة المردود على مردود نظري محسوب من المعادلة الموزونة. وتُقسَم نسبة الاسترجاع على الكتلة التي بدأت بها التنقية، فلا تدخل أي معادلة في الأمر. وإعادة تبلور 2.00 غ من مادة صلبة خام واسترجاع 1.60 غ منها يمثّل نسبة استرجاع تساوي 80.0%.
تخبرك نسبة المردود بمقدار ما حصلت عليه من الناتج، وتخبرك نسبة النقاء بمقدار ما في تلك الكتلة من المركّب فعليًا. وهما مستقلتان، فمردود 90% بنقاء 80% يعطي ناتجًا صالحًا للاستخدام أقل من مردود نظيف نسبته 75%. وانخفاض النقاء أيضًا سبب شائع لظهور مردود يتجاوز 100%.
معدّل التحوّل هو نسبة المتفاعل المحدِّد المستهلَكة. ونسبة المردود هي نسبة الناتج النظري المفصولة فعليًا. ويتطابقان فقط عندما يكون التفاعل انتقائيًا تمامًا. فقد يبلغ تصنيع ما تحوّلًا كاملًا، دون بقاء أي مادة أولية، ويعطي مع ذلك مردودًا ضعيفًا، لأن المتفاعل تحوّل إلى نواتج جانبية بدلًا من ذلك.
نعم، من طريقين مختلفتين. فدرجة الحرارة تغيّر حركية التفاعل، فيبلغ المزيج الأكثر سخونة الاكتمال بشكل أسرع عادةً. وفي التفاعل العكسي تُغيّر أيضًا موضع التوازن، وفي حالة توازن ناشر للحرارة، فإن حرارة أعلى تُخفّض الحد الأقصى. وتجاوز حد ثبات المركّب يدمّر الناتج ويُقلّل المردود بدلًا من ذلك.
يرفع العامل الحفّاز المردود الذي تحصل عليه فعليًا، لكن لا يرفع الحد الأقصى النظري. فهو يُسرّع التفاعل ويمكن أن يفضّل مسارك على التفاعلات الجانبية المنافسة، مما يترك ناتجًا أكثر ونواتج جانبية أقل. ولا يحرّك موضع التوازن في تفاعل عكسي، فلا يمكنه دفع المردود إلى ما بعد الحد الستوكيومتري.
عادةً بدفع التفاعل إلى الأمام وفقد كمية أقل في الطريق. فإضافة فائض من المتفاعل الأرخص، وإطالة زمن التفاعل، وضبط درجة الحرارة، وإزالة ناتج ما لتحريك توازن، كل ذلك يرفع التحوّل. وتقليل عمليات النقل، والغسل بمذيب بارد، والتجفيف حتى ثبات الكتلة، يستَرجع مادة كانت سترمى لولا ذلك.
12. أدوات ذات صلة
أدوات المردود
أدوات الحسابات الستوكيومترية
أدوات المتفاعلات