Omni Calculator logo
Ostatnia aktualizacja:

Kalkulator procentowej wydajności

Spis treści

Definicja procentowej wydajnościWzór na procentową wydajnośćJak obliczyć procentową wydajnośćPrzykłady obliczeń wydajnościFAQs

Omni kalkulator wydajności procentowej pomoże ci zrozumieć jak obliczyć wydajność procentową, a także nauczy cię wzoru na wydajność procentową oraz definicji wydajności liczonej w procentach.

Znalezienie wydajności reakcji jest integralną częścią każdego rodzaju syntezy w warunkach laboratoryjnych, ponieważ procentowe równanie wydajności przekształca twoje eksperymentalne wydajności, żeby zobrazować ci, jak pomyślnie przeprowadziłeś/aś reakcję chemiczną.

Mamy nadzieję, że po przeczytaniu tego artykułu uzyskasz odpowiedź na pytania „co to jest wydajność procentowa?” oraz „jak znaleźć wydajność procentową?”

Definicja procentowej wydajności

Co to jest wydajność procentowa? Definicja procentowej wydajności mówi, że jest to miara skuteczności procedury syntezy. Trochę przegadane, prawda? Mówiąc prościej, procentowa wydajność mówi ci, jak dobrze przeprowadziłeś/aś swoją reakcję. Jeśli byłeś/aś bardzo ostrożny/a podczas reakcji, masz pewność, że każda cząsteczka zareagowała i nic nie zostało utracone podczas przelewania roztworu z jednej zlewki do drugiej, twoja procentowa wydajność wyniosłaby 100%100\% (nie martw się, jeśli nie uzyskasz 100%100\%, jest to praktycznie niemożliwe). Jeśli przypadkowo wylałeś/aś mieszaninę reakcyjną do kanalizacji tracąc wszystko, twoja procentowa wydajność wyniosłaby 0%0\%, a jeśli w produkcie nadal znajduje się dużo rozpuszczalnika, twoja wydajność byłaby większa niż 100%100\%. Wciąż nie wiesz, jak znaleźć procentową wydajność? Sprawdź poniższe równanie procentowej wydajności!

Wydajność procentowa 100%100\% odpowiada wydajności teoretycznej: odkryj tę wartość za pomocą naszego kalkulatora teoretycznej wydajności.

Wzór na procentową wydajność

Możemy znaleźć procentową wydajność za pomocą równania procentowej wydajności. Jest ona wyrażona jako prosta wartość procentowa obliczona przy użyciu wydajności eksperymentalnej (nauczyliśmy się ją obliczać za pomocą naszego kalkulatora rzeczywistej wydajności 🇺🇸) twojego produktu (tj. ile produktu wytworzyłeś/aś) i teoretycznej masy produktu (tj. masy, jeśli nie została stracona ani jedna cząsteczka). Wzór na wydajność procentową to:

Wp=mrzmt100W_{\text{p}} =\frac{m_{\text{rz}}}{m_{\text{t}}}\cdot 100

gdzie:

  • WpW_{\text{p}} - wydajność procentowa
  • mrzm_{\text{rz}} - masa rzeczywista produktu
  • mtm_{\text{t}} - teoretyczna masa produktu

Równanie procentowej wydajności wymaga znajomości dwóch z trzech zmiennych, ale nie ma to znaczenia, o które dwie chodzi! Jak każde równanie, można je przekształcić, aby znaleźć niewiadomą, ale nie musisz się tym martwić, gdy możesz skorzystać z naszego inteligentnego kalkulatora; po prostu wprowadź dwie znane zmienne i oblicz trzecią.

Jak obliczyć procentową wydajność

Jak mogłeś/aś się domyślić z powyższego równania procentowej wydajności, jeśli chcesz obliczyć procentową wydajność, potrzebujesz znać wydajność rzeczywistą i wydajność teoretyczną. Załóżmy, że znasz obie te wartości; jak zatem znaleźć procentową wydajność?

🙋 Być może będziesz musiał/a znaleźć liczbę moli lub stężenie reagentów, aby obliczyć teoretyczną wydajność: w tym celu użyj naszych narzędzi: Omni kalkulatora moli i kalkulatora stężeń.

  1. Po pierwsze, upewnij się, że obie wydajności produktów mają te same jednostki (użyj naszego przelicznika wagi 🇺🇸, jeśli potrzebujesz pomocy 😉).
  2. Podziel wydajność rzeczywistą przez wydajność teoretyczną.
  3. Pomnóż wynik przez 100100, aby uzyskać procentową wydajność.

Niezbyt skomplikowane, prawda? Możesz też skorzystać z naszego kalkulatora wydajności procentowej, aby wykonać te obliczenia łatwo i szybko. Uwaga dotycząca uzyskanych wyników: wartość powyżej 100%100\% jest możliwa, ale wynika z obecności rozpuszczalnika w próbce, a także w twoim produkcie. Wysusz dokładnie produkt i ponownie go zważ, aby uzyskać rzeczywistą wydajność procentową. Ponadto wartość 100% jest praktycznie niemożliwa do osiągnięcia; zawsze będą jakieś cząsteczki, które nie reagują lub które pozostają z boku naczynia. Za akceptowalną przyjmuje się wartość 70%70\% lub wyższą!

Przykłady obliczeń wydajności

Czas na kilka przykładów. Powiedzmy, że przeprowadzasz reakcję addycji nukleofilowej, otrzymując hydroksyacetonitryl z cyjanku sodu i acetonu.

Reakcja cyjanohydryny z acetonem.svg
Z wikimedia.org

Zignorujmy rozpuszczalniki pod strzałką; przereagowaliśmy 5 g5\ \text{g} acetonu z 2 g2\ \text{g} cyjanku, co daje teoretyczną wydajność 6, ⁣54 g6,\!54\ \text{g} hydroksyacetonitrylu. Teraz policzmy, jeśli przeprowadzimy eksperyment i otrzymamy 5, ⁣58 g5,\!58\ \text{g} hydroksyacetonitrylu, jaka jest procentowa wydajność tej reakcji?

  • Wiemy, że nasza rzeczywista wydajność wynosi 5, ⁣58 g5,\!58\ \text{g}, a nasza teoretyczna wydajność wynosi 6, ⁣54 g6,\!54\ \text{g}. Użyjmy wzoru na wydajność procentową z powyższego: Wp=mrz/mt100W_{\text{p}} =m_{\text{rz}}/m_{\text{t}}\cdot 100 i wypełnij pola:
Wp=5, ⁣586, ⁣54100=85, ⁣3%W_{\text{p}} = \frac{5,\!58}{6,\!54} \cdot 100 = 85,\!3\%

Wydajność procentowa wynosi 85, ⁣3%85,\!3\%. To była całkiem udana reakcja! Powinieneś teraz czuć się nieco pewniej w obliczaniu teoretycznego zysku. Spróbujmy jeszcze jednego przykładu, aby wzmocnić tę pewność.

Reakcja syntezy acetonu.

Przereagowujesz 8 g8\ \text{g} węglanu wapnia z 9 g9\ \text{g} kwasu octowego, tworząc 4, ⁣35 g4,\!35\ \text{g} acetonu. Nieźle! Teraz przeprowadzamy ponownie tę reakcję, ale niestety otrzymujemy tylko 1 g1\ \text{g} acetonu. Jaka jest procentowa wydajność?

  • Nasza eksperymentalna wydajność to 1 g1\ \text{g}, a teoretyczna to 4, ⁣35 g4,\!35\ \text{g}. Ponowne użycie wzoru na wydajność procentową daje nam następujące wyniki:
Wp=14, ⁣35100=23%W_{\text{p}} = \frac{1}{ 4,\!35} \cdot 100 = 23\%

To niedobrze. Jednak nie zamartwiaj się tym. Do końca pracy w laboratorium pozostało jeszcze dużo czasu, więc możesz spróbować ponownie. Tym razem bardzo się starasz, aby nie utracić żadnej mieszaniny reakcyjnej, a wydajność wynosi 5, ⁣31 g5,\!31\ \text{g}. To znacznie lepiej niż poprzednim razem, więc jeszcze raz przeprowadzasz procentowe obliczenie wydajności:

Wp=5, ⁣314, ⁣35100=122, ⁣1%W_{\text{p}}= \frac{5,\!31}{4,\!35}\cdot 100 = 122,\!1\%

O nie! Wydajność reakcji wynosi ponad 100%100\%, co oznacza, że w naszym produkcie nadal znajduje się rozpuszczalnik. Oznacza to, że musimy jeszcze bardziej wysuszyć nasz produkt, więc zróbmy to teraz. Po ponownym zważeniu naszego produktu (tym razem bez rozpuszczalnika) stwierdzamy, że waży on 4 g4\ \text{g}. Obliczmy procentową wydajność:

Wp=44, ⁣35100=92, ⁣0%W_{\text{p}}= \frac{4}{4,\!35}\cdot 100 = 92,\!0\%

Fantastycznie! Teraz powinieneś/aś mieć już opanowane podstawy obliczania wydajności procentowej, a wraz z nimi wiedzę, której potrzebujesz, aby jak najlepiej wykorzystać naszą stronę internetową. Udanych obliczeń!

FAQs

Jak obliczyć rzeczywistą wydajność, biorąc pod uwagę wydajność procentową?

Aby obliczyć rzeczywistą wydajność na podstawie wydajności procentowej, wykonaj następujące kroki:

  1. Użyj wzoru na procentową wydajność:

    wydajność procentowa = (rzeczywista wydajność masowa / teoretyczna wydajność masowa) × 100%

  2. Przekształć równanie, aby otrzymać wzór na rzeczywistą wydajność:

    rzeczywista wydajność masowa = (wydajność procentowa / 100%) × teoretyczna wydajność masowa

  3. Podstaw wartości i oblicz rzeczywistą wydajność.

Na przykład, biorąc pod uwagę procentową wydajność 70% i teoretyczną wydajność 5 g, możemy obliczyć rzeczywistą wydajność w następujący sposób:

rzeczywista wydajność masowa = (70% / 100%) × 5 g
rzeczywista wydajność masowa = 3,5 g

Czy wydajność procentowa może przekraczać 100%?

Tak. Wartość wydajności powyżej 100% może wystąpić z powodu rozpuszczalnika bądź innych zanieczyszczeń obecnych w produkcie lub próbce. Aby dokładnie zmierzyć rzeczywistą wydajność, wymagana jest właściwa izolacja i suszenie produktu.

Jaka jest różnica między teoretyczną wydajnością a rzeczywistą wydajnością?

Wydajność teoretyczna to maksymalna ilość produktu, jaką można uzyskać w wyniku reakcji chemicznej, obliczona na podstawie stechiometrii reakcji. Rzeczywista wydajność to zmierzona ilość produktu uzyskanego z reakcji w laboratorium i zawsze oczekuje się, że będzie ona niższa niż wydajność teoretyczna z powodu czynników takich jak niekompletne reakcje, utrata produktu i zanieczyszczenia.

Czy możliwe jest osiągnięcie 100% wydajności procentowej?

Nie, w praktyce nie jest możliwe osiągnięcie 100% wydajności procentowej. Odchylenie poniżej teoretycznej wydajności jest zawsze oczekiwane z powodu czynników takich jak zanieczyszczenia, niekompletne reakcje i utrata produktu. W rezultacie rzeczywista wydajność zawsze będzie niższa niż wydajność teoretyczna.

Jaka jest rzeczywista wydajność, jeśli teoretyczna wydajność wynosi 15 g?

Zakładając, że wydajność procentowa wynosi 70%, rzeczywista wydajność wynosi 10,5 g. Możesz uzyskać tę wartość, wykonując następujące kroki:

  1. Użyj wzoru na wydajność procentową:

    wydajność procentowa = (rzeczywista wydajność masowa / teoretyczna wydajność masowa) × 100%

  2. Przekształć równanie, aby rozwiązać je ze względu na rzeczywistą wydajność:

    rzeczywista wydajność masowa = (wydajność procentowa / 100%) × teoretyczna wydajność masowa

  3. Podstaw znane wartości i oblicz rzeczywistą wydajność:

    rzeczywista wydajność masowa = (70% / 100%) × 15 g
    rzeczywista wydajność masowa = 10,5 g

Check out 9 similar chemical reactions calculators 💥
Activation energyActual yieldArrhenius equation...6 more