किसी भी अभिक्रिया की प्रतिशत उपज, वास्तविक उपज या सैद्धांतिक उपज ज्ञात करें। आपके पास मौजूद दो मान दर्ज करें, तीसरा मान टाइप करते ही स्वतः परिकलित हो जाएगा।
प्रतिशत उपज
चरण-दर-चरण विवरण
प्रतिशत उपज, वास्तविक उपज को सैद्धांतिक उपज से विभाजित करके 100 से गुणा करने पर प्राप्त होती है। ऊपर दिया गया कैलकुलेटर यही सूत्र लागू करता है, आपकी इकाइयों को परिवर्तित करता है, और परिणाम को मानक गुणवत्ता श्रेणियों के अनुसार दर्जा देता है। जो अभिक्रिया 4.0 g उत्पाद देती है जबकि समीकरण 5.0 g की अनुमति देता है, वह 80% पर चली।
01. परिभाषा
प्रतिशत उपज किसी रासायनिक अभिक्रिया की वास्तविक उपज और उसकी सैद्धांतिक उपज का अनुपात है, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। यह एक ही प्रश्न का उत्तर देती है: संतुलित समीकरण के अनुसार जितना उत्पाद बनाया जा सकता था, उसमें से आपने वास्तव में कितना पृथक किया?
रसायनज्ञ इसे संक्षेप में कहते हैं प्रतिशत उपज (Yp)। 85% के Yp का अर्थ है कि उत्पाद के प्रत्येक संभावित 100 ग्राम में से 85 ग्राम तराजू पर पहुँचे, जबकि 15 ग्राम अपूर्ण परिवर्तन, प्रतिस्पर्धी पार्श्व अभिक्रियाओं, या फ़िल्ट्रेशन और स्थानांतरण की यांत्रिक हानि में नष्ट हो गए। वास्तविक उपज को प्रायोगिक उपज भी कहा जाता है, और दोनों शब्द एक-दूसरे के स्थान पर उपयोग किए जा सकते हैं। यही प्रतिशत उपज की संपूर्ण परिभाषा है।
क्योंकि यह फ्लास्क में घटी हर घटना को एक ही संख्या में समेट देता है, यह आँकड़ा अभिक्रिया क्षमताका मानक माप है - एक सफलता दर जो यह दर्शाती है कि रसायन विज्ञान कितनी पूर्णता से आगे बढ़ा और वर्कअप के बाद कितनी उत्पाद पुनर्प्राप्ति बची। यह वह एक संख्या है जिसकी ओर रसायनज्ञ विभिन्न मार्गों के बीच रासायनिक क्षमता की तुलना करते समय रुख करते हैं, क्योंकि यह अभिक्रिया के उत्पादन को समीकरण द्वारा निर्धारित सीमा के सापेक्ष सामान्यीकृत करती है। 0% की रासायनिक उपज का अर्थ है कि कुछ भी उपयोगी पृथक नहीं किया गया। 100% वह स्टॉइकियोमेट्रिक सीमा है जिसे कोई भी वास्तविक प्रक्रिया कभी नहीं छूती।
यह आँकड़ा विमाहीन (dimensionless) है। क्योंकि यह एक द्रव्यमान को दूसरे द्रव्यमान से, या एक मोल संख्या को दूसरी मोल संख्या से विभाजित करता है, इकाइयाँ आपस में समाप्त हो जाती हैं और केवल एक प्रतिशत मान शेष रहता है। इसीलिए किसी अभिक्रिया की उपज की तुलना मिलीग्राम-स्तर के औषध रसायन चरण और टन-स्तर की औद्योगिक प्रक्रिया के बीच सीधे की जा सकती है।
प्रतिशत उपज वही चीज़ नहीं है जो प्रतिशत शुद्धता है, जो यह मापती है कि पृथक किए गए नमूने में से कितना भाग वास्तव में लक्ष्य यौगिक है, और न ही यह प्रतिशत पुनर्प्राप्ति के समान है, जो यह मापती है कि शुद्धिकरण चरण के बाद कितनी सामग्री शेष रहती है। दोनों अंतरों को इस पेज में आगे विस्तार से बताया गया है।
02. सूत्र
शब्दों में: प्रतिशत उपज, वास्तविक उपज को सैद्धांतिक उपज से विभाजित करके सौ से गुणा करने पर प्राप्त मान के बराबर होती है। यह एक वाक्य ही संपूर्ण विधि है, और इस पेज पर की गई हर अन्य गणना उसी प्रतिशत उपज समीकरण का पुनर्व्यवस्थित रूप है।
विभाजित करने से पहले दोनों राशियों की इकाई समान होनी चाहिए: ग्राम के साथ ग्राम, या मोल के साथ मोल। द्रव्यमान को पदार्थ की मात्रा के साथ मिलाने का अर्थ है पहले उनमें से एक को परिवर्तित करना, जिसके लिए उत्पाद के मोलर द्रव्यमान की आवश्यकता होती है। ग्राम से मोल परिवर्तक दोनों के बीच रूपांतरण करता है। इस पेज के शीर्ष पर दिया गया कैलकुलेटर यह रूपांतरण आपके लिए स्वयं कर देता है, और मोलर द्रव्यमान तभी माँगता है जब आपकी दो इकाइयाँ वास्तव में दोनों आयामों में फैली हों।
अन्य दो अज्ञात राशियों के लिए पुनर्व्यवस्थित करने पर, यही संबंध देता है वास्तविक = (Yp ÷ 100) × सैद्धांतिक और सैद्धांतिक = वास्तविक ÷ (Yp ÷ 100)। कैलकुलेटर पर टैब बदलने से आपको आवश्यक रूप स्वतः लागू हो जाता है।
03. विधि
अभिक्रिया लिखें और उसे संतुलित करें, क्योंकि आगे उपयोग किया जाने वाला हर मोल अनुपात इन्हीं गुणांकों से आता है। देखें समीकरण संतुलक.
प्रत्येक अभिकारक को मोल में परिवर्तित करें और वह अभिकारक ढूँढें जो सबसे पहले समाप्त होता है, क्योंकि केवल वही अधिकतम सीमा निर्धारित करता है। सीमांत अभिकारक कैलकुलेटर यह तुलना कर देता है।
सीमांत अभिकारक को मोल में परिवर्तित करें, मोल अनुपात लागू करें, फिर ग्राम में लौटने के लिए उत्पाद के मोलर द्रव्यमान से गुणा करें। पूरी हल की गई विधि देखें सैद्धांतिक उपज कैलकुलेटर.
अपने उत्पाद को पृथक, शुद्ध और स्थिर द्रव्यमान तक सुखाएँ, फिर उसे तौलें, क्योंकि फँसा हुआ कोई भी विलायक परिणाम को गलत कर देगा।
प्रतिशत उपज पाने के लिए वास्तविक उपज को सैद्धांतिक उपज से विभाजित करें और 100 से गुणा करें।
क्रम महत्वपूर्ण है। असंतुलित समीकरण के साथ सीधे पाँचवें चरण पर पहुँच जाना, या अधिशेष में उपस्थित अभिकारक से सैद्धांतिक उपज की गणना करना, ऐसी संख्या देता है जो उचित तो दिखती है पर वास्तव में अर्थहीन होती है। लगभग हर गलत प्रतिशत उपज की जड़ पहले तीन चरणों में ही होती है।
चौथा चरण वह है जहाँ प्रयोगशाला तकनीक की सटीकता परिणाम तय करती है। उपज गणना के किसी भी प्रायोगिक त्रुटि विश्लेषण की शुरुआत तराजू से होती है: खिसका हुआ टेयर, गीला फ़िल्टर केक, या अभिक्रिया मिश्रण में रह गया उत्पाद - ये सभी रसायन विज्ञान में कुछ भी गलत हुए बिना अंश (numerator) को बदल देते हैं। कैलिब्रेटेड तराजू पर तौलें, स्थिर द्रव्यमान तक सुखाएँ, और नमूने में वातावरणीय नमी आने से पहले आँकड़ा दर्ज कर लें।
04. तुलना
सूत्र के दोनों इनपुट पूरी तरह भिन्न स्रोतों से आते हैं: एक कागज़ पर निकाला जाता है, दूसरा तराजू से पढ़ा जाता है। इन दोनों को गड़बड़ा देना गलत प्रतिशत उपज का सबसे सामान्य कारण है।
परिकलित
किसी अभिक्रिया से संभावित रूप से उत्पन्न हो सकने वाले उत्पाद का अधिकतम द्रव्यमान। यह पूरी तरह कागज़ पर संतुलित समीकरण और सीमांत अभिकारक से निकाला जाता है: सीमांत अभिकारक को मोल में परिवर्तित करें, मोल अनुपात लागू करें, फिर वापस द्रव्यमान में परिवर्तित करें। यह मानता है कि हर अणु अभिक्रिया करता है और कुछ भी नष्ट नहीं होता, इसलिए यह एक भविष्यवाणी नहीं बल्कि एक अधिकतम सीमा है, जिसे कोई भी प्रयोग कभी पार नहीं कर सकता।
मापित
उत्पाद का वह द्रव्यमान जो आपको वास्तव में अंत में प्राप्त होता है, जिसे प्रायोगिक उपज भी कहा जाता है। इसे केवल प्रायोगिक रूप से ही प्राप्त किया जा सकता है: अभिक्रिया करें, उत्पाद को पृथक करें, पुनर्क्रिस्टलीकरण, फ़िल्ट्रेशन या स्तंभ क्रोमैटोग्राफी जैसी शुद्धिकरण तकनीकें लागू करें, स्थिर द्रव्यमान तक सुखाएँ, और तौलें। क्योंकि यह फ्लास्क में वास्तव में घटित हुई हर चीज़ को दर्शाता है, यह हमेशा दोनों आँकड़ों में छोटा होता है।
व्यवहार में वास्तविक उपज सैद्धांतिक उपज से कम या उसके बराबर होने की अपेक्षा की जाती है, कभी अधिक नहीं। सैद्धांतिक उपज एक पूर्ण अभिक्रिया के साथ पूर्ण पुनर्प्राप्ति का वर्णन करती है, और कोई भी वास्तविक प्रक्रिया दोनों को प्राप्त नहीं करती, इसलिए इससे अधिक कोई भी मापित मान यह संकेत देता है कि नमूने में अभी भी विलायक या अशुद्धियाँ मौजूद हैं, न कि यह किसी असाधारण रूप से अच्छी अभिक्रिया का प्रमाण है।
05. मानदंड
90% से अधिक की प्रतिशत उपज को उत्कृष्ट माना जाता है। इससे कम पर, प्रयोगशाला रासायनिक तैयारी में उपयोग की जाने वाली पारंपरिक श्रेणियाँ बहुत अच्छे से लेकर खराब तक होती हैं, जैसा कि तालिका में दिखाया गया है।
| उपज सीमा | श्रेणी |
|---|---|
| ≥ 90% | उत्कृष्ट |
| 80 – 89% | बहुत अच्छा |
| 70 – 79% | अच्छा |
| 50 – 69% | सामान्य |
| < 50% | खराब |
एक सामान्य व्यावहारिक नियम के रूप में, जो भी मान 70% के बराबर या उससे अधिक हो, उसे सामान्यतः शिक्षण और प्रयोगशाला कार्य के लिए स्वीकार्य उपज माना जाता है, इसीलिए प्रयोगशाला मैनुअलों में 70% इतनी बार लक्ष्य के रूप में दिखाई देता है।
ये श्रेणियाँ एक सार्वभौमिक मानक नहीं बल्कि एक सामान्य मार्गदर्शक हैं। क्या अच्छा माना जाए, यह बहुत हद तक अभिक्रिया की कठिनाई पर निर्भर करता है: एक एकल-चरण अवक्षेपण जो 75% देता है, निराशाजनक होगा, जबकि एक संवेदनशील मध्यवर्ती के साथ एक चुनौतीपूर्ण बहु-चरण संश्लेषण में वही आँकड़ा एक मजबूत परिणाम होगा। किसी उपज का मूल्यांकन हमेशा तुलनीय साहित्य प्रक्रियाओं के सापेक्ष करें।
06. कारण
लगभग हर अभिक्रिया 100% से कम पर पहुँचती है, और जो कुछ अभिक्रियाएँ इससे अधिक प्रतीत होती हैं, वे मापन संबंधी विसंगतियाँ हैं। कारणों को स्पष्ट रूप से दो समूहों में बाँटा जा सकता है।
द्रव्यमान कहाँ जाता है
प्रत्येक के लिए विस्तृत निदान और समाधान: सामान्य प्रयोगशाला त्रुटियाँ.
तराजू झूठ क्यों बोलता है
दोनों का उपचार एक ही है: नमूने को स्थिर द्रव्यमान तक सुखाएँ, तब तक बार-बार तौलें जब तक रीडिंग घटना बंद न हो जाए, और फिर से तौलें। एक सच्ची प्रतिशत उपज हमेशा 100% से कम पर स्थिर होती है। एक हल किया गया उदाहरण: 4.35 g की सैद्धांतिक उपज के सापेक्ष 5.31 g वजन का उत्पाद देता है 122.1%। ठीक से सुखाने के बाद वही नमूना 4.00 g रह गया, यानी एक वास्तविक उपज 92.0%.
चार चर एक ही प्रक्रिया के दो प्रयोगों के बीच अधिकांश अंतर के लिए उत्तरदायी होते हैं। तापमान और दाब अभिक्रिया की गतिकी और, उत्क्रमणीय अभिक्रिया के मामले में, साम्य की स्थिति निर्धारित करते हैं, इसलिए इन्हें बढ़ाने से रूपांतरण बढ़ सकता है या, ऊष्माक्षेपी साम्य के मामले में, अधिकतम सीमा चुपचाप घट सकती है। अभिक्रिया का समय यह निर्धारित करता है कि मिश्रण वास्तव में पूर्णता तक पहुँचा या नहीं। सांद्रता और विलायक का चुनाव यह नियंत्रित करते हैं कि अभिकारक कितनी तेज़ी से मिलते हैं और कितना उत्पाद घुला रहता है। और एक उत्प्रेरक साम्य को बिल्कुल भी बिना हिलाए मार्ग की दर और चयनात्मकता को बदल देता है। सही अभिक्रिया परिस्थितियाँ पाना ही वह चीज़ है जो एक पुनरुत्पादनीय 70% को हर बार बदलते-रहने वाले परिणामों से अलग करती है।
उपज का अनुकूलन दो मोर्चों पर काम करता है: अधिक उत्पाद बनाना, फिर उसमें से कम नष्ट करना। अभिक्रिया को आगे बढ़ाने का अर्थ है सस्ते अभिकारक का अधिशेष उपयोग करना, स्थिरता की सीमा के भीतर समय या तापमान बढ़ाना, उत्क्रमणीय अभिक्रिया को आगे खींचने के लिए उत्पाद को हटाते रहना, और ऐसा उत्प्रेरक चुनना जो पार्श्व अभिक्रियाओं की तुलना में आपके मार्ग को प्राथमिकता दे। कम नष्ट करने का अर्थ है कम स्थानांतरण, ऐसे विलायक से धोना जिसमें आपका उत्पाद मुश्किल से घुलता हो, पुनर्क्रिस्टलीकरण को धीरे-धीरे ठंडा करना, और अंतिम तौल से पहले स्थिर द्रव्यमान तक उचित सुखाने की विधियाँ अपनाना। इन दोनों में से कौन आपको नुकसान पहुँचा रहा है, इसका निदान हमारे सामान्य प्रयोगशाला त्रुटियाँ मार्गदर्शक में किया गया है।
07. हल किए गए उदाहरण
चार अभिक्रियाएँ, प्रत्येक को दिए गए मानों से लेकर एक दर्जा प्राप्त परिणाम तक हल किया गया है। किसी कार्ड को टैप करें ताकि उसके आँकड़े कैलकुलेटर में लोड हो जाएँ।
NaCN + (CH₃)₂CO → (CH₃)₂C(OH)CN
बहुत अच्छा सोडियम साइनाइड एसीटोन से जुड़कर एसीटोन साइनोहाइड्रिन बनाता है, एक यौगिक जिसे हाइड्रॉक्सीएसीटोनाइट्राइल के नाम से भी जाना जाता है। 85.3% पर यह बहुत अच्छी श्रेणी में आता है, और यह कमी जलीय वर्कअप के लिए विशिष्ट है।
CaCO₃ + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂
उत्कृष्ट एक स्वच्छ अम्ल-कार्बोनेट अभिक्रिया जो लगभग पूर्णता तक पहुँचती है। 90% से अधिक होने के कारण, प्रक्रिया प्रभावी रूप से अनुकूलित है।
वही अभिक्रिया, खराब ढंग से किया गया वर्कअप
खराब अधिकतम सीमा के एक चौथाई से भी कम प्राप्त करना लगभग हमेशा यह दर्शाता है कि उत्पाद फ़िल्ट्रेट में नष्ट हो गया, न कि यह कि वह कभी बना ही नहीं। अभिक्रिया को दोष देने से पहले घुलनशीलता की जाँच करें।
ग्लूकोज़, C₆H₁₂O₆, M = 180.16 g/mol
अच्छा पहले परिवर्तित करें, फिर विभाजित करें। परिवर्तन से पहले 3.50 g को 0.0250 mol से विभाजित करना एक अर्थहीन संख्या देता है, क्योंकि विभाजन के क्षण दोनों आँकड़ों की इकाई एक समान होनी चाहिए, बाद में नहीं। विभाजन से पहले मोल मान को 0.0194 तक गोल करने पर 77.6% प्राप्त होता है, इसीलिए यह आँकड़ा अक्सर उद्धृत किया जाता है, परंतु पूरे मान को अंत तक ले जाने पर 77.71% प्राप्त होता है।
यह अंकगणित रसायन विज्ञान के साथ नहीं बदलता। बेंज़ीन को टॉलूईन में बदलने वाली फ्रीडेल-क्राफ़्ट्स मेथिलीकरण अभिक्रिया, या मेथेनॉल से पुनर्क्रिस्टलीकरण, को ठीक उसी अनुपात से हल किया जाता है, केवल मोलर द्रव्यमान भिन्न होते हैं। सीमांत-अभिकारक और मोल-अनुपात की विविधताओं सहित पाँच और हल की गई समस्याएँ यहाँ दी गई हैं: हल किए गए उदाहरणों की लाइब्रेरी.
08. अंतर
प्रतिशत उपज किसी संश्लेषण अभिक्रिया के उत्पादन को मापती है। प्रतिशत पुनर्प्राप्ति यह मापती है कि पुनर्क्रिस्टलीकरण या फ़िल्ट्रेशन जैसे शुद्धिकरण चरण के बाद कितनी सामग्री शेष रहती है।
दोनों का सूत्र रूप एक समान है - एक मापित द्रव्यमान को एक संदर्भ द्रव्यमान से भाग देकर 100 से गुणा करना - परंतु हर (denominator) का अर्थ दोनों में अलग-अलग होता है। उपज के लिए यह समीकरण द्वारा अनुमत स्टॉइकियोमेट्रिक अधिकतम है। पुनर्प्राप्ति के लिए यह केवल वह सामग्री का द्रव्यमान है जिसे आपने शुद्धिकरण में डाला था, जिसमें से कुछ भी रासायनिक रूप से रूपांतरित नहीं हुआ। यही संपूर्ण प्रतिशत पुनर्प्राप्ति सूत्र है: प्राप्त ÷ आरंभिक × 100। 2.00 g अशुद्ध ठोस को पुनर्क्रिस्टलीकृत करना और 1.60 g शुद्ध क्रिस्टल एकत्र करना 80.0% की पुनर्प्राप्ति है, और इसमें कहीं भी कोई संतुलित समीकरण शामिल नहीं है।
पुनर्प्राप्ति का आँकड़ा निकालने के लिए, समर्पित प्रतिशत पुनर्प्राप्ति कैलकुलेटर का उपयोग करें। एक संबंधित माप, प्रतिशत त्रुटि, एक मापित मान की तुलना एक स्वीकृत मान से करती है और फिर एक अलग प्रश्न का उत्तर देती है।
09. पूर्ववर्ती चरण
प्रतिशत उपज पूरी तरह एक ऐसी संख्या पर निर्भर करती है जिसे आपको पहले परिकलित करना होता है। सैद्धांतिक उपज स्टॉइकियोमेट्री का परिणाम है, और स्टॉइकियोमेट्री सीमांत अभिकारक से शुरू होती है।
सीमांत अभिकारक, जिसे लिमिटिंग रिएजेंट भी कहा जाता है, वह अभिकारक है जो सबसे पहले पूरी तरह उपयोग हो जाता है, और केवल वही यह सीमा तय करता है कि कितना उत्पाद बन सकता है। हर अन्य अभिकारक एक अधिशेष अभिकारक होता है और सैद्धांतिक उपज पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ता, इसीलिए गलत अभिकारक से गणना करने पर हर अनजाने में बढ़ जाता है और आपका प्रतिशत मान घट जाता है।
तीन राशियाँ उस अभिकारक से उत्पाद के द्रव्यमान तक की स्टॉइकियोमेट्रिक गणनाओं को आगे ले जाती हैं। मोल अनुपात संतुलित समीकरण के गुणांकों से प्राप्त होता है और बताता है कि अभिकारक के प्रत्येक मोल से उत्पाद के कितने मोल बन सकते हैं। मोलर द्रव्यमान मोलर द्रव्यमान इस रूपांतरण के दोनों सिरों पर ग्राम और मोल के बीच परिवर्तन करता है। और संतुलित समीकरण स्वयं इस अनुपात का स्रोत है, इसलिए आगे की हर चीज़ सही होने से पहले इसका सही होना आवश्यक है।
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.
संपूर्ण शृंखला को एक ही बार में पूरा करने के लिए स्टॉइकियोमेट्री कैलकुलेटर का उपयोग करें, या पहले सीमांत बाध्यता की पहचान करने के लिए सीमांत अभिकारक कैलकुलेटर.
इन दोनों को अक्सर गड़बड़ा दिया जाता है। रूपांतरण दर उपभुक्त सीमांत अभिकारक का अंश है। प्रतिशत उपज सैद्धांतिक उत्पाद का वह अंश है जिसे आपने वास्तव में पृथक किया। ये दोनों तभी मेल खाते हैं जब अभिक्रिया पूर्णतः चयनात्मक हो। एक संश्लेषण पूर्ण रूपांतरण तक पहुँच सकता है, अभिक्रिया मिश्रण में कोई आरंभिक पदार्थ शेष न रहे, और फिर भी खराब उपज दे सकता है, क्योंकि अभिकारक इच्छित यौगिक के बजाय उप-उत्पादों में बदल गया। दोनों आँकड़ों को साथ पढ़ना ही यह बताता है कि आपको रसायन विज्ञान पर काम करना है या वर्कअप पर।
10. संदर्भ तालिका
एक सामान्य उपज क्या मानी जाए, यह शामिल रसायन विज्ञान के प्रकार के अनुसार बहुत अधिक बदलता है। यहाँ प्रत्येक प्रकार की प्रक्रिया के लिए सामान्यतः रिपोर्ट की जाने वाली सीमाएँ दी गई हैं।
| अभिक्रिया का प्रकार | सामान्य उपज |
|---|---|
| कार्बनिक संश्लेषण | 60 – 85% |
| अकार्बनिक अवक्षेपण | 85 – 98% |
| एंजाइमी अभिक्रियाएँ | 40 – 90% |
| औद्योगिक प्रक्रियाएँ | 85 – 99% |
| शैक्षणिक प्रयोगशाला संश्लेषण | 50 – 80% |
11. प्रश्न
वास्तविक उपज को सैद्धांतिक उपज से विभाजित करें, फिर 100 से गुणा करें। वास्तविक उपज वह द्रव्यमान है जिसे आपने पृथक करके तौला, और सैद्धांतिक उपज वह अधिकतम मान है जिसकी अनुमति संतुलित समीकरण देता है। 5.0 g की सैद्धांतिक उपज के सापेक्ष 4.0 g की वास्तविक उपज के लिए, प्रतिशत उपज 4.0 ÷ 5.0 × 100 = 80% होती है।
रसायन विज्ञान में प्रतिशत उपज यह मापती है कि किसी अभिक्रिया ने अपने सीमांत अभिकारक को पृथक उत्पाद में कितनी दक्षता से परिवर्तित किया, जिसे प्रतिशत के रूप में लिखा जाता है। यह इस बात की तुलना करती है कि आपने वास्तव में क्या प्राप्त किया, सैद्धांतिक अधिकतम मान के सापेक्ष। 92.0% की प्रतिशत उपज का अर्थ है कि आपने हर संभावित 100 ग्राम में से 92 ग्राम प्राप्त किए, और बाकी 8 ग्राम अपूर्ण परिवर्तन, पार्श्व अभिक्रियाओं या प्रबंधन में नष्ट हो गए।
इसकी अपनी कोई इकाई नहीं होती। प्रतिशत उपज दो द्रव्यमानों या दो मात्राओं का अनुपात है, इसलिए इकाइयाँ आपस में समाप्त हो जाती हैं और उत्तर एक शुद्ध प्रतिशत मान होता है। हालाँकि इनपुट मानों की इकाइयाँ आवश्यक होती हैं, और विभाजन से पहले उनका आयाम मिलना चाहिए। ग्राम को ग्राम से, या मोल को मोल से विभाजित करने पर दोनों ही स्थितियों में समान प्रतिशत मिलता है।
प्रतिशत हानि सैद्धांतिक उपज का वह अंश है जो आप प्राप्त नहीं कर सके, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। इसकी गणना (सैद्धांतिक − वास्तविक) ÷ सैद्धांतिक × 100 के रूप में करें, या जब भी वास्तविक उपज सैद्धांतिक से कम हो तो केवल 100 − प्रतिशत उपज के रूप में। इसलिए 92.0% की उपज के साथ 8.0% की हानि जुड़ी होती है।
सूत्र को इस प्रकार पुनर्व्यवस्थित करें कि वास्तविक उपज = (प्रतिशत उपज ÷ 100) × सैद्धांतिक उपज। 70% की प्रतिशत उपज और 5 g की सैद्धांतिक उपज के साथ, वास्तविक उपज 0.70 × 5 g = 3.5 g होती है। कैलकुलेटर को वास्तविक उपज ज्ञात करें पर बदलें और यह आपके लिए यह पुनर्व्यवस्था स्वयं कर देगा।
वास्तविक उपज 10.5 g है। वास्तविक उपज = (प्रतिशत उपज ÷ 100) × सैद्धांतिक उपज का उपयोग करें, जिससे (70 ÷ 100) × 15 g = 0.70 × 15 g = 10.5 g प्राप्त होता है। बाकी 4.5 g प्रतिशत हानि है, जो सैद्धांतिक उपज के 30% के बराबर है।
हाँ। प्रतिशत उपज एक अनुपात है, इसलिए जब तक दोनों आँकड़े समान आयाम में हों, यह विमाहीन बनी रहती है। दो द्रव्यमान काम करते हैं और दो मोल मात्राएँ भी उतनी ही अच्छी तरह काम करती हैं। जो काम नहीं करता वह है किसी द्रव्यमान को किसी मात्रा से विभाजित करना, इसलिए 3.50 g की तुलना 0.0250 mol से करने के लिए पहले उनमें से एक को परिवर्तित करने हेतु मोलर द्रव्यमान की आवश्यकता होती है।
स्टॉइकियोमेट्री वह सैद्धांतिक उपज प्रदान करती है जिससे प्रतिशत उपज विभाजित होती है। यह सीमांत अभिकारक के द्रव्यमान को मोल में परिवर्तित करती है, संतुलित समीकरण से मोल अनुपात लागू करती है, फिर वापस उत्पाद के द्रव्यमान में परिवर्तित करती है। इस चरण के बिना आपके पास कोई हर नहीं होता, इसीलिए एक असंतुलित समीकरण उसके बाद आने वाली हर प्रतिशत उपज को गलत बना देता है।
सीमांत अभिकारक वह अभिकारक है जो सबसे पहले समाप्त हो जाता है, और यह महत्वपूर्ण है क्योंकि केवल वही सैद्धांतिक उपज तय करता है। प्रत्येक अभिकारक के मोल को उसके गुणांक से विभाजित करें, और सबसे छोटा भागफल उसकी पहचान करता है। अधिशेष में मौजूद अभिकारक कभी गणना में शामिल नहीं होते, इसलिए गलती से किसी एक का उपयोग करने पर सैद्धांतिक उपज बढ़ जाती है और प्रतिशत मान कम हो जाता है।
अंकगणितीय रूप से हाँ, परंतु यह कभी भी एक वास्तविक रासायनिक परिणाम नहीं होता। 100% से अधिक का आँकड़ा यह दर्शाता है कि आपने जो द्रव्यमान तौला उसमें शुद्ध उत्पाद के अलावा कुछ और भी मौजूद है, जो लगभग हमेशा अवशिष्ट विलायक होता है। नमूने को स्थिर द्रव्यमान तक सुखाएँ और फिर से तौलें: 4.35 g की अधिकतम सीमा के सापेक्ष 5.31 g की रीडिंग सूखने के बाद 4.00 g हो गई, जिससे 122.1% 92.0% में बदल गया।
सैद्धांतिक उपज परिकलित की जाती है और वास्तविक उपज मापी जाती है। सैद्धांतिक उपज वह अधिकतम द्रव्यमान है जिसकी अनुमति संतुलित समीकरण सीमांत अभिकारक से देता है, पूर्ण परिवर्तन और शून्य हानि मानते हुए। वास्तविक उपज वह है जिसे आप पृथक, सुखाकर तौलते हैं। पहला एक अधिकतम सीमा है, दूसरा वह है जो प्रयोगशाला की मेज़ ने आपको दिया, और इसके कम होने की अपेक्षा की जाती है।
नहीं, व्यवहार में नहीं। कुछ सीमांत अभिकारक हमेशा अभिक्रिया करने से रह जाता है, प्रतिस्पर्धी अभिक्रियाएँ सामग्री का उपयोग कर लेती हैं, और उत्पाद हमेशा काँच के बर्तनों या फ़िल्ट्रेट में कुछ मात्रा में रह जाता है। तैयारी के स्तर पर ठीक 100% को एक पूर्ण अभिक्रिया के रूप में नहीं बल्कि एक मापन समस्या के रूप में समझा जाना चाहिए, जो सामान्यतः एक ऐसा नमूना होता है जो अभी सूखा नहीं है।
90% से अधिक उत्कृष्ट है और 70% सामान्य कार्यशील लक्ष्य है। 80% से 89% के बीच बहुत अच्छा है, 70% से 79% अच्छा है, 50% से 69% सामान्य है, और 50% से कम खराब है। फिर भी इसका मूल्यांकन अभिक्रिया के सापेक्ष करें, क्योंकि एक जटिल बहु-चरण संश्लेषण में 60%, एक सरल अवक्षेपण में 90% से अधिक मजबूत परिणाम है।
पाँच कारण इसके अधिकांश भाग के लिए उत्तरदायी होते हैं: सीमांत अभिकारक का अपूर्ण परिवर्तन, प्रतिस्पर्धी पार्श्व अभिक्रियाएँ, स्थानांतरण और फ़िल्ट्रेशन के दौरान नष्ट हुआ उत्पाद, मापन त्रुटि, और एक अशुद्ध अभिकारक जो वास्तविक अधिकतम सीमा को घटा देता है। छोटे स्तर पर स्थानांतरण में होने वाली हानि प्रमुख होती है, क्योंकि काँच के बर्तनों पर रह गए कुछ निश्चित मिलीग्राम एक छोटे बैच का बड़ा हिस्सा बन जाते हैं।
प्रतिशत उपज एक संश्लेषण को मापती है और प्रतिशत पुनर्प्राप्ति एक शुद्धिकरण को मापती है। प्रतिशत उपज संतुलित समीकरण से परिकलित सैद्धांतिक उपज से विभाजित होती है। प्रतिशत पुनर्प्राप्ति उस द्रव्यमान से विभाजित होती है जिससे आपने शुद्धिकरण आरंभ किया था, इसलिए इसमें कोई समीकरण शामिल नहीं होता। 2.00 g अशुद्ध ठोस को पुनर्क्रिस्टलीकृत करना और 1.60 g प्राप्त करना 80.0% की पुनर्प्राप्ति है।
प्रतिशत उपज आपको बताती है कि आपने कितना उत्पाद प्राप्त किया, और प्रतिशत शुद्धता आपको बताती है कि उस द्रव्यमान में से कितना वास्तव में वह यौगिक है। ये दोनों स्वतंत्र हैं, इसलिए 80% शुद्ध 90% उपज एक स्वच्छ 75% उपज की तुलना में कम उपयोगी उत्पाद देती है। कम शुद्धता भी एक सामान्य कारण है जिससे उपज 100% से अधिक दिखाई देती है।
रूपांतरण दर उपभुक्त सीमांत अभिकारक का अंश है। प्रतिशत उपज वास्तव में पृथक किए गए सैद्धांतिक उत्पाद का अंश है। ये दोनों केवल तभी मेल खाते हैं जब अभिक्रिया पूर्णतः चयनात्मक हो। एक संश्लेषण पूर्ण रूपांतरण तक पहुँच सकता है, कोई भी आरंभिक पदार्थ शेष न रहे, और फिर भी खराब उपज दे सकता है, क्योंकि अभिकारक इसके बजाय उप-उत्पादों में बदल गया।
हाँ, दो अलग-अलग तरीकों से। तापमान अभिक्रिया की गतिकी को बदल देता है, इसलिए एक अधिक गर्म मिश्रण सामान्यतः जल्दी पूर्णता तक पहुँच जाता है। किसी उत्क्रमणीय अभिक्रिया के लिए यह साम्य की स्थिति को भी स्थानांतरित कर देता है, और ऊष्माक्षेपी साम्य के लिए अधिक तापमान अधिकतम सीमा को घटा देता है। किसी यौगिक की स्थिरता सीमा को पार करने से उत्पाद नष्ट हो जाता है और इसके बजाय उपज घट जाती है।
एक उत्प्रेरक उस उपज को बढ़ा देता है जो आप वास्तव में प्राप्त करते हैं, परंतु सैद्धांतिक अधिकतम को नहीं। यह अभिक्रिया को तेज़ करता है और प्रतिस्पर्धी पार्श्व अभिक्रियाओं की तुलना में आपके मार्ग को प्राथमिकता दे सकता है, जिससे अधिक उत्पाद और कम उप-उत्पाद बनते हैं। यह किसी उत्क्रमणीय अभिक्रिया की साम्य स्थिति को नहीं बदलता, इसलिए यह उपज को स्टॉइकियोमेट्रिक सीमा से आगे नहीं ले जा सकता।
सामान्यतः अभिक्रिया को और आगे बढ़ाकर और रास्ते में कम नष्ट करके। सस्ते अभिकारक का अधिशेष जोड़ना, अभिक्रिया का समय बढ़ाना, तापमान को नियंत्रित करना और साम्य को स्थानांतरित करने के लिए उत्पाद को हटाते रहना - ये सभी रूपांतरण बढ़ा देते हैं। स्थानांतरण कम करना, ठंडे विलायक से धोना, और स्थिर द्रव्यमान तक सुखाना उस सामग्री को बचा लेता है जो अन्यथा नष्ट हो जाती।
12. संबंधित टूल
स्टॉइकियोमेट्री टूल
अभिकारक टूल