कैमिस्ट्री में प्रतिशत की यील्ड की गणना कैसे करें

रसायन विज्ञान में, सैद्धांतिक उपज

सामग्री

कदम

भाग 1
भाग 2
भाग 3

टिप्स

रासायनिक प्रतिक्रिया से प्राप्य उत्पाद की अधिकतम मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। वास्तव में, अधिकांश प्रतिक्रियाएं दक्षता का एक पूर्ण डिग्री तक नहीं पहुंचती हैं। जब क्षेत्र प्रयोग किया जाता है, तो एक दिया रासायनिक प्रतिक्रिया से प्राप्त उत्पाद की मात्रा सैद्धांतिक उपज से संकेत की तुलना में अनिवार्य रूप से कम है। इस मामले में हम इस बारे में बात करते हैं वास्तविक उपज. एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दक्षता व्यक्त करने के लिए, प्रतिशत उपज निम्न सूत्र का उपयोग कर: प्रतिशत उपज = (प्रभावी उपज / सैद्धांतिक उपज) एक्स 100. 90% उपज का एक प्रतिशत दर्शाता है कि प्रश्न में प्रतिक्रिया 90% तक कुशल था और एक 10% सामग्री अपशिष्ट (जो अभिकर्मक जो प्रतिक्रिया में या अंतिम उत्पाद से शामिल नहीं किया गया है द्वारा प्रतिनिधित्व किया जा सकता है नहीं था जो बरामद नहीं हुआ है)।

कदम

भाग 1

सीमित अभिकर्मक को खोजें

एक संतुलित रासायनिक समीकरण के साथ शुरू करें. रासायनिक समीकरण एक प्रतिक्रिया (बाएं सदस्य में स्थित) में शामिल अभिकर्मकों कि कुछ उत्पादों (दाएं सदस्य में सूचीबद्ध) को आकार देने के वर्णन करता है। स्कूल के वातावरण में कुछ रसायन विज्ञान समस्याएं पहले से संतुलित संतुलित समीकरण प्रदान करती हैं, जबकि दूसरों को अपने स्वयं की पहचान करने की आवश्यकता होती है। चूंकि, प्रतिक्रिया के दौरान, परमाणु न तो बनाए जाते हैं और न नष्ट हो जाते हैं, समीकरण में प्रत्येक तत्व को बाएं और दायें दोनों पक्षों में एक ही संख्या में परमाणु होना चाहिए।

उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन और ग्लूकोज प्रतिक्रिया, कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन को जीवन देते हैं। यहाँ प्रतिक्रिया का वर्णन समीकरण है: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} एच_ {12} O_ {6}}$ → ${ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} हे}$
. समीकरण के प्रत्येक सदस्य में प्रत्येक तत्व के लिए बिल्कुल समान संख्या है: 6 कार्बन परमाणु (सी), हाइड्रोजन (एच) के 12 परमाणु और ऑक्सीजन के 18 परमाणु। तो समीकरण संतुलित है
इस गाइड से परामर्श करें यदि आपको एक रासायनिक समीकरण को संतुलित करने के लिए कहा जाता है और आपको संदेह है या यह कैसे पता नहीं है।

समीकरण में मौजूद प्रत्येक अभिकर्मक के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें. यह जांच के तहत यौगिक के प्रत्येक परमाणु के दाढ़ द्रव्यमान की पहचान करता है, फिर कुल दाढ़ द्रव्यमान प्राप्त करने के लिए डेटा जोड़ता है। यौगिक में मौजूद प्रत्येक तत्व के एक एकल अणु के लिए यह ऑपरेशन करें।

उदाहरण के लिए, एक ऑक्सीजन अणु (

{ displaystyle O_ {2}}

) दो परमाणुओं से बना है

ऑक्सीजन का दाढ़ द्रव्यमान लगभग 16 ग्राम / मॉल (आप तत्वों की आवधिक तालिका से परामर्श करके अधिक सटीक मूल्य पा सकते हैं)

2 ऑक्सीजन परमाणु x 16 g / mol = 32 g / mol का

{ displaystyle O_ {2}}

शामिल अन्य अभिकर्मक ग्लूकोज है (

{ displaystyle C_ {6} एच_ {12} O_ {6}}

) (6 कार्बन परमाणु एक्स 12 जी / एमओएल) + (12 हाइड्रोजन परमाणु x 1 जी / एमओएल) + (6 ऑक्सीजन परमाणु x 16 जी / एमओएल) = 180 ग्राम / एमओएल।

ग्राम से मोल्स तक की रासायनिक प्रतिक्रिया में शामिल प्रत्येक अभिकर्मक के द्रव्यमान को परिवर्तित करें। इस बिंदु पर, आप उस विशिष्ट समस्या पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं जिसे आपको अध्ययन करने की आवश्यकता है। समीकरण में प्रत्येक अभिकर्मक के ग्राम में व्यक्त राशि, ध्यान दें। मोल्स में व्यक्त की गई समान राशि प्राप्त करने के लिए यौगिक के दाढ़ जन के लिए प्राप्त मूल्य को विभाजित करें।

उदाहरण के लिए, हम यह अनुमान लगाते हैं कि प्रारंभिक अभिकर्मक 40 ग्राम ऑक्सीजन और 25 ग्राम ग्लूकोज से बना है।

40 ग्राम का

{ displaystyle O_ {2}}

/ (32 जी / एमओएल) = 1.25 ऑक्सीजन का मोल

25 ग्राम का

{ displaystyle C_ {6} एच_ {12} O_ {6}}

/ (180 ग्राम / एमओएल) = 0.139 ग्लूकोज के मॉल।

प्रतिक्रिया में शामिल अभिकर्मकों के बीच संबंध की गणना करता है। याद रखें कि तिल माप की एक बहुत बड़ी इकाई है, जो कि रसायन शास्त्र में दी गयी पदार्थ की मात्रा को इंगित करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस बिंदु पर, हम जानते हैं कि प्रत्येक रिएक्टर के कितने अणु हमारी प्रतिक्रिया के प्रारंभिक सामग्रियों से बना होते हैं यह प्रतिक्रिया अभिकर्मक अणुओं के बीच संबंध को पहचानता है, जो दूसरे के समान मूल्य के पहले की मात्रा में व्यक्त की गई राशि को विभाजित करता है।

हमारे उदाहरण में हमारे पास 1.25 मॉल ऑक्सीजन और 0.139 मॉल ग्लूकोज है। ऑक्सीजन और ग्लूकोज के अणुओं के बीच का अनुपात इसलिए 1.25 / 0.139 = 9. के बराबर है इसका मतलब है कि प्रारंभिक यौगिक 9 के अनुपात से दर्शाती है: ऑक्सीजन और ग्लूकोज के बीच 1, यानी की प्रत्येक अणु के लिए ऑक्सीजन की 9 अणुओं है ग्लूकोज।

परीक्षा के तहत प्रतिक्रिया के लिए आदर्श आणविक अनुपात की गणना करता है उस संतुलित रासायनिक समीकरण को देखो जिसे आपने पिछले चरणों में लिखा था। यह डेटा आदर्श आणविक संबंध दिखाता है प्रारंभिक समीकरण में दर्शाए गए अभिकर्मकों के अनुपात का उपयोग, एक ही समय में तत्वों के दोनों मात्रा में उपभोग किया जाएगा।

प्रारंभिक समीकरण का बाएं सदस्य है

{ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} एच_ {12} O_ {6}}

. प्रत्येक शब्द के गुणांक से संकेत मिलता है कि ऑक्सीजन के 6 अणु और ग्लूकोज का 1 है। इसलिए हम यह बताते हैं कि प्रतिक्रिया का आदर्श आणविक संबंध ऑक्सीजन के 6 अणुओं / 1 ग्लूकोज अणु = 6 के बराबर है।

पुनरावर्तकों को उसी क्रम में सूचीबद्ध करना सुनिश्चित करें, जो आपने पिछले आणविक अनुपात की गणना करने के लिए उपयोग किया था। हमारे उदाहरण में, पहले चरण के रूप में हमने ऑक्सीजन और ग्लूकोज के बीच के अनुपात की गणना की है, इसलिए अब हमें ऐसा करना होगा। दो गणनाओं में से किसी एक में अभिकर्मकों को पीछे करके हम अगले चरण में गलत परिणाम प्राप्त करेंगे।

उन दो आणविक अनुपातों की तुलना करें, जिन्हें कहा जा रहा है कि पिछले चरणों में गणना की गई है "अभिकर्मक सीमित" (या "सीमित कारक")। आम तौर पर, एक अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रिया में, एक से जुड़े अभिकर्मकों में से एक दूसरे से पहले समाप्त हो जाता है। यह सीमित अभिकर्मक का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें से पूरी प्रतिक्रिया की अवधि भी प्राप्त की जा सकती है। सीमित अभिकर्मक की पहचान करने के लिए दो पहले की गणना वाले आणविक अनुपात की तुलना करें:

अगर वास्तविक आणविक संबंध अधिक है महान आदर्श आणविक अनुपात का मतलब है कि अंश के अंकीय में मौजूद अभिकर्मक आवश्यक मात्रा से अधिक है। अंश के निचले हिस्से में अभिकर्मक सीमित कारक का प्रतिनिधित्व करता है।

अगर वास्तविक आणविक संबंध अधिक है छोटा आदर्श आणविक अनुपात का मतलब है कि अंश के अंश में मौजूद अभिकर्मक की मात्रा आवश्यक से कम है, इसलिए यह प्रतिक्रिया के सीमित कारक का प्रतिनिधित्व करती है।

हमारे उदाहरण में, ऑक्सीजन और ग्लूकोज (9) के बीच वास्तविक आणविक संबंध आदर्श एक (6) से अधिक है। इसलिए हम यह बता सकते हैं कि अंश के खंड में रखा अभिकर्मक, ग्लूकोज, प्रतिक्रिया का सीमित कारक है।

भाग 2

सैद्धांतिक वापसी की गणना करें

वांछित उत्पाद की पहचान करें समीक्षा के तहत रासायनिक समीकरण का सही सदस्य प्रतिक्रिया की वजह से उत्पाद की सूची दिखाता है। प्रत्येक उत्पाद की अपनी सैद्धांतिक उपज होती है, जो उस सामग्री की मात्रा का प्रतिनिधित्व करती है जो इस घटना में प्रतिक्रिया से प्राप्त की जाने की अपेक्षा करता है कि बाद में पूरी तरह से कुशल है।

लेख के पिछले खंड में दिखाए गए उदाहरण के साथ जारी रखते हुए, हम प्रतिक्रिया का विश्लेषण करते हैं ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} एच_ {12} O_ {6}}$ → ${ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} हे}$ . समीकरण के दाहिनी ओर से पता चलता है कि प्रतिक्रिया दो उत्पादों को उत्पन्न करती है: कार्बन डाइऑक्साइड और पानी कार्बन डाइऑक्साइड की उपज की गणना करें: ${ displaystyle CO_ {2}}$ .

सीमित अभिकर्मक में मॉल की संख्या नोट करें। रासायनिक प्रतिक्रिया का सैद्धांतिक उपज उत्पाद की मात्रा को दर्शाता है जो सही स्थितियों के तहत उत्पन्न होगा। इस मूल्य की गणना करने के लिए, हम महल में व्यक्त अभिकर्मक को सीमित करने की राशि का ध्यान करके शुरू करते हैं (अनुक्रम की प्रक्रिया को लेख के पिछले भाग में वर्णित किया गया है)।

एक उदाहरण के रूप में लिया गया रासायनिक समीकरण में, हमने पाया है कि सीमित अभिकर्मक ग्लूकोज है - आगे हमने प्रारंभिक राशि की गणना की है, जो कि 0.139 mol के बराबर है।

उत्पाद और अभिकर्मक अणुओं के बीच मौजूद अनुपात को पहचानें। ऐसा करने के लिए, प्रारंभिक संतुलित समीकरण पर विचार करें। सीमित अभिकर्मक के अणुओं की संख्या से वांछित उत्पाद के अणुओं की संख्या को विभाजित करें ..

संतुलित रासायनिक समीकरण है

{ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} एच_ {12} O_ {6}}

→

{ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} हे}

. वे मौजूद हैं 6 उत्पाद अणु, कार्बन डाइऑक्साइड (

{ displaystyle CO_ {2}}

) ई 1 अभिकर्मक अणु को सीमित करना, ग्लूकोज (

{ displaystyle C_ {6} एच_ {12} O_ {6}}

)।

कार्बन डाइऑक्साइड और ग्लूकोज के बीच मौजूदा संबंध इसलिए बराबर 6/1 दूसरे शब्दों में = के लिए 6. विचाराधीन प्रतिक्रिया ग्लूकोज के एक अणु का उपयोग कर कार्बन डाइऑक्साइड की 6 अणुओं का उत्पादन कर सकते हैं।

मॉल में व्यक्त अभिकर्मक को सीमित करने के लिए नई गणना अनुपात गुणा करें। प्राप्त परिणाम मोल में सैद्धांतिक उत्पाद उपज है।

प्रारंभिक ग्लूकोज की मात्रा 0.139 मोल और कार्बन डाइऑक्साइड और ग्लूकोज के अणुओं के बीच अनुपात के बराबर 6. के बराबर है इसलिए हम कह सकते हैं कि विचाराधीन प्रतिक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड की सैद्धांतिक उपज (0.139 मोल ग्लूकोज) के बराबर हो जाएगा एक्स है (कार्बन डाइऑक्साइड के 6 ग्राम / ग्लूकोज के 1 मॉल) = 0.834 कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा।

ग्राम में परिणाम प्राप्त करें। ऐसा करने के लिए, उत्पाद की मात्रा को मॉल में व्यक्त करने के लिए गुणा करें दाढ़ द्रव्यमान का मूल्य परिसर का इस तरीके से आप ग्राम में व्यक्त अध्ययनित प्रतिक्रिया की सैद्धांतिक उपज प्राप्त करेंगे। अधिकांश प्रयोगों में उपयोग करने के लिए यह माप का सबसे उपयोगी इकाई है।

उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड, CO का दाढ़ द्रव्यमान₂, यह लगभग 44 ग्राम / मॉल (कार्बन का दाढ़ द्रव्यमान लगभग 12 ग्राम / मॉल के बराबर है, जबकि ऑक्सीजन की मात्रा लगभग 16 ग्राम / मोल है, इसलिए कुल 12 + 16 + 16 = 44 के बराबर है) ।

कॉम्प्लेक्स 0.834 मॉल गुणा₂ 44 जी / एमओएल (सीओ के दाढ़ द्रव्यमान के लिए)₂) लगभग 36.7 जी प्राप्त करना इस बिंदु पर हम यह बता सकते हैं कि अध्ययन का प्रयोग सैद्धांतिक उपज कार्बन डाइऑक्साइड (CO) के 36.7 ग्राम के बराबर है।₂)।

भाग 3

गणना प्रतिशत की गणना

प्रतिशत उपज का अर्थ समझें। रासायनिक प्रतिक्रिया का सैद्धांतिक उपज उत्पाद की मात्रा को दर्शाता है जो संपूर्ण स्थितियों के तहत प्राप्त किया जाएगा। वास्तव में, यह परिणाम दूषित और अन्य अप्रत्याशित परिस्थितियों के कारण कभी नहीं होता है जो अभिकर्मक के एक भाग को पूरी तरह से वांछित उत्पाद में परिवर्तित करने से रोकते हैं। यही कारण है कि रसायनज्ञों ने रासायनिक प्रतिक्रिया की उपज का उल्लेख करने के लिए 3 अलग-अलग अवधारणाओं का इस्तेमाल किया:

सैद्धांतिक उपज अधिकतम उत्पाद की मात्रा है जो कि रासायनिक प्रतिक्रिया से प्राप्त किया जा सकता है।
दूसरी ओर, वास्तविक उपज, प्रतिक्रिया के अंत में प्राप्त सामग्री को मापने के द्वारा प्राप्त उत्पाद की वास्तविक मात्रा है।
प्रतिशत उपज के बराबर है ${ displaystyle { frac {ResaEffective} {रीसाटेरोका}} * 100 %}$ . उदाहरण के लिए, 50% का एक प्रतिशत उपज यह दर्शाता है कि रासायनिक प्रतिक्रिया के अंत में, सैद्धांतिक उपज द्वारा दर्शाए गए उत्पाद का 50% प्राप्त किया गया था।

विचार के तहत प्रयोग की वास्तविक उपज का ध्यान रखें। यदि आपने प्रयोग खुद किया है, तो प्रतिक्रिया के अंत में प्राप्त उत्पाद को ले लें, यदि आवश्यक हो तो इसे शुद्ध करें और सटीक पैमाने का उपयोग करके इसे तौलना करें ताकि आप द्रव्यमान की गणना कर सकें। यदि आप एक सैद्धांतिक समस्या पर काम कर रहे हैं जो आपको सौंपा गया है, उदाहरण के लिए, आपके रसायन विज्ञान के प्रोफेसर द्वारा एक कार्य के रूप में, वास्तविक उपज पहले ही ज्ञात जानकारी होनी चाहिए

हमारे मामले में, उदाहरण के लिए, हम यह अनुमान लगाते हैं कि प्रतिक्रिया की प्रभावी उपज सीओ के 29 ग्राम है₂.

सैद्धांतिक एक के लिए वास्तविक उपज विभाजित करें दोनों मूल्यों (आमतौर पर ग्राम का उपयोग किया जाता है) को व्यक्त करने के लिए माप की समान इकाई का उपयोग करना सुनिश्चित करें परिणाम यूनिट से कम होना चाहिए।

हमारे उदाहरण में वास्तविक उपज 29 ग्राम के बराबर है, जबकि सैद्धांतिक उपज 36.7 ग्राम के बराबर है। संकेत मिलता है कि हम निष्कर्ष निकालते हैं:

{ displaystyle { frac {29g} {36.7g}} = 0.79}

100 रूपए प्राप्त करने के लिए इसे एक प्रतिशत रूप में बदलने के लिए गुणा करें। अंतिम उत्तर प्रतिक्रिया की प्रतिशत उपज का प्रतिनिधित्व करता है।

0.7 9 x 100 = 79%, इसलिए हम यह कह सकते हैं कि प्रयोग किए गए प्रयोग में 79% की एक प्रतिशत की उपज थी। दूसरे शब्दों में, कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकतम मात्रा का 79% प्राप्त किया गया था (सीओ₂) जो प्रश्न में प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित किया जा सकता है।

टिप्स

कुछ रसायन विज्ञान छात्रों को भ्रमित करते हैं प्रतिशत उपज (प्रारंभिक अभिकर्मक की मात्रा के आधार पर परीक्षण रासायनिक प्रतिक्रिया से वास्तव में प्राप्य उत्पाद की मात्रा) प्रतिशत त्रुटि (परिणामों के बीच विचलन प्रयोगात्मक और अपेक्षित)। प्रतिक्रिया के प्रतिशत की उपज की गणना के लिए सही सूत्र है ${ displaystyle { frac {Resaeffective} {Resoreorica}} x100}$ . अगर, उन्हें बांटने के बजाय, दो पैदावार के मूल्य घटा दिए जाते हैं, प्रतिशत त्रुटि प्राप्त होती है।
यदि आप बहुत अलग परिणाम प्राप्त करते हैं, तो माप की इकाइयों की जांच करें अगर वास्तविक उपज सैद्धांतिक रूप से भिन्नता से अधिक है, तो इसका मतलब है कि आपने गणना इकाइयों में से किसी एक की गणना में सबसे अधिक इस्तेमाल किया है। प्रत्येक चरण में माप की इकाइयों को ध्यान से जांच कर प्रक्रिया को दोहराएं।
यदि प्राप्त प्रतिशत की उपज 100% से अधिक है (और आप सुनिश्चित हैं कि गणना सही है), इसका मतलब है कि उत्पाद प्राप्त अन्य पदार्थों द्वारा दूषित कर दिया गया है। यह प्राप्त उत्पाद को शुद्ध करता है (उदाहरण के लिए इसे सुखाने या फ़िल्टर करना), फिर इसे फिर से तौलना

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