Kalkulator procentowej wydajności

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?”

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 $100\%$ (nie martw się, jeśli nie uzyskasz $100\%$, jest to praktycznie niemożliwe). Jeśli przypadkowo wylałeś/aś mieszaninę reakcyjną do kanalizacji tracąc wszystko, twoja procentowa wydajność wyniosłaby $0\%$, a jeśli w produkcie nadal znajduje się dużo rozpuszczalnika, twoja wydajność byłaby większa niż $100\%$. Wciąż nie wiesz, jak znaleźć procentową wydajność? Sprawdź poniższe równanie procentowej wydajności!

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

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:

gdzie:

• $W_{\text{p}}$ - wydajność procentowa
• $m_{\text{rz}}$ - masa rzeczywista produktu
• $m_{\text{t}}$ - 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 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?

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 $100$, 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 $100\%$ 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 $70\%$ lub wyższą!

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

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

• Wiemy, że nasza rzeczywista wydajność wynosi $5,\!58\ \text{g}$, a nasza teoretyczna wydajność wynosi $6,\!54\ \text{g}$. Użyjmy wzoru na wydajność procentową z powyższego: $W_{\text{p}} =m_{\text{rz}}/m_{\text{t}}\cdot 100$ i wypełnij pola:

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

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

• Nasza eksperymentalna wydajność to $1\ \text{g}$, a teoretyczna to $4,\!35\ \text{g}$. Ponowne użycie wzoru na wydajność procentową daje nam następujące wyniki:

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 $5,\!31\ \text{g}$. To znacznie lepiej niż poprzednim razem, więc jeszcze raz przeprowadzasz procentowe obliczenie wydajności:

O nie! Wydajność reakcji wynosi ponad $100\%$, 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 $4\ \text{g}$. Obliczmy procentową wydajność:

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!