Prosenttisaannon Laskuri - Mittaa Kemiallisen Reaktion Tehokkuus

Mikä on saantoprosenttilaskuri?

Saantoprosenttilaskuri vertaa kemiallisen reaktion todellista saantoa sen teoreettiseen saantoon ja ilmaisee tuloksen prosenttiosuutena. Saantoprosentti osoittaa, kuinka paljon tuotetta reaktio todellisuudessa tuotti verrattuna stoikiometrian ennustamaan enimmäismäärään.

Saantoprosentin kaava

Saantoprosentti on todellinen saanto jaettuna teoreettisella saannolla ja kerrottuna luvulla 100:

$\text{Todellinen saanto} = \frac{\text{Teoreettinen saanto}}{\text{Teoreettinen saanto}} \times 100\%$

• Todellinen saanto on reaktion ja puhdistuksen jälkeen kerätyn tuotteen massa, joka mitataan yleensä grammoina.
• Teoreettinen saanto on tuotteen enimmäismassa, jonka reaktio voi muodostaa. Se lasketaan tasapainotetun reaktioyhtälön ja rajoittavan lähtöaineen perusteella. Rajoittava lähtöaine on lähtöaine, joka loppuu ensin.

Tämän sivun laskuri päivittää tuloksen heti, kun molemmat arvot on syötetty. Painiketta ei tarvitse painaa, ja Nollaa-painike tyhjentää molemmat kentät.

Molempien syöttökenttien yksikkönä on gramma. Yksikkö ei muuta vastausta, kunhan molemmissa arvoissa käytetään samaa yksikköä. Yksiköt supistuvat jakolaskussa, joten prosenttiosuus on sama riippumatta siitä, ilmoitetaanko massat grammoina, kilogrammoina vai mooleina.

Saantoprosentin laskeminen

1. Tasapainota reaktion kemiallinen reaktioyhtälö.
2. Tunnista rajoittava lähtöaine.
3. Laske stoikiometrian avulla teoreettinen saanto rajoittavasta lähtöaineesta.
4. Punnitse kuivattu ja puhdistettu tuote todellisen saannon määrittämiseksi.
5. Jaa todellinen saanto teoreettisella saannolla ja kerro tulos luvulla 100.

Ratkaistu esimerkki

Esimerkki 1: Aspiriinin synteesi

Aspiriinia syntetisoiva opiskelija laskee teoreettiseksi saannoksi 5,42 g. Puhdistuksen jälkeen opiskelija kerää 4,65 g kuivattua tuotetta.

Saantoprosentti = (4,65 / 5,42) × 100 = 85,79 %

Esimerkki 2: Ammoniakin tuotanto

Haber-menetelmää käyttävällä tehtaalla on riittävästi typpeä ja vetyä 850 kg:n ammoniakkimäärän teoreettiseen saantoon. Tehdas tuottaa todellisuudessa 765 kg.

Saantoprosentti = (765 / 850) × 100 = 90,00 %

Molemmat massat ilmoitetaan tässä kilogrammoina. Arvojen 765 ja 850 syöttäminen laskuriin antaa saman tuloksen 90,00 %, koska yksiköt supistuvat.

Esimerkki 3: Pienen saannon synteesi

Monivaiheisen synteesin teoreettinen saanto on 2,75 g. Puhdistuksen jälkeen eristetään vain 0,82 g puhdasta tuotetta.

Saantoprosentti = (0,82 / 2,75) × 100 = 29,82 %

Miksi saantoprosentti on yleensä alle 100 %

Saantoprosentti on lähes aina alle 100 %, koska todellisen reaktion aikana tapahtuu hävikkiä:

• Jotkin lähtöainemolekyylit eivät reagoi täydellisesti.
• Sivureaktiot muodostavat kohdetuotteen sijaan epätoivottuja sivutuotteita.
• Tuotetta menetetään suodatuksen, uudelleenkiteytyksen tai astiasta toiseen siirtämisen aikana.
• Tuotteen punnitsemiseen käytetyssä vaa'assa on pieni mittausepävarmuus.
• Palautuvat reaktiot pysähtyvät, ennen kuin kaikki lähtöaineet ovat muuttuneet tuotteeksi.

Saanto 100 % tarkoittaisi, että jokainen lähtöainemolekyyli muuttui puhtaaksi tuotteeksi ilman hävikkiä. Näin tapahtuu harvoin muualla kuin yksinkertaisissa ja hyvin optimoiduissa reaktioissa.

Voiko saantoprosentti olla yli 100 %?

Puhdas tuote ei voi painaa teoreettista enimmäismäärää enempää, joten todellinen saantoprosentti pysyy enintään arvossa 100 %. Laskuri näyttää silti arvon, joka on yli 100 %, kun syötetty todellinen saanto on teoreettista saantoa suurempi, koska jakolasku on matemaattisesti pätevä. Laboratoriossa tämä tulos tarkoittaa, että punnittu näyte sisältää muutakin kuin puhdasta tuotetta, esimerkiksi jäljelle jäänyttä liuotinta, reagoimatonta lähtöainetta tai ilmasta imeytynyttä kosteutta. Näytteen lisäkuivaaminen ja uudelleenpunnitseminen palauttaa arvon yleensä alle 100 %.

Nolla-arvot, negatiiviset arvot ja virheelliset arvot

• Jos todellinen saanto on 0, saantoprosentti on 0 %.
• Teoreettisen saannon on oltava suurempi kuin nolla. Laskuri ei näytä tulosta, jos teoreettinen saanto on nolla tai negatiivinen, ja selittää syyn, koska nollalla jakaminen ei ole määritelty.
• Todellinen saanto ei voi olla negatiivinen. Negatiivinen syöte hylätään, ja tuloksen sijaan näytetään ilmoitus.
• Jos jompikumpi kenttä on tyhjä, laskuri ei näytä tulosta vaan odottaa molempia arvoja.

Usein kysyttyä

Mikä on saantoprosentti kemiassa?

Saantoprosentti on todellisen saannon ja teoreettisen saannon suhde prosentteina ilmaistuna. Se osoittaa, kuinka paljon reaktio todellisuudessa tuotti mahdollisesta enimmäistuotemäärästä.

Mikä on hyvä saantoprosentti?

Se riippuu reaktiosta. Yksinkertaiset yksivaiheiset reaktiot saavuttavat usein arvon 85 %–95 %. Monivaiheisten orgaanisten synteesien saanto on tavallisesti 40 %–70 %, koska tuotetta menetetään jokaisessa vaiheessa.

Miksi saantoprosenttini on yli 100 %?

Tuote ei todennäköisesti ole puhdasta. Yleisiä syitä ovat jäljelle jäänyt liuotin, reagoimaton lähtöaine tai ilmasta imeytynyt kosteus. Puhtaan tuotteen saantoprosentti ei voi olla yli 100 %. Myös teoreettisen saannon laskemisessa tehty virhe, kuten väärän rajoittavan lähtöaineen käyttäminen, voi nostaa arvon yli 100 %.

Mikä ero on todellisella saannolla ja teoreettisella saannolla?

Todellinen saanto on reaktion ja puhdistuksen jälkeen mitattu tuotemäärä. Teoreettinen saanto on tasapainotetun reaktioyhtälön ennustama enimmäismäärä, jos kaikki lähtöaineet muuttuvat tuotteeksi ilman hävikkiä.

Miten teoreettinen saanto lasketaan?

Teoreettinen saanto saadaan tasapainotetusta kemiallisesta reaktioyhtälöstä. Rajoittavan lähtöaineen massa muunnetaan mooleiksi, sitten yhtälön ainemääräsuhteen avulla tuotteen mooleiksi ja lopuksi tuotteen moolimassan avulla grammoiksi.

Mikä ero on saantoprosentilla ja atomitaloudella?

Saantoprosentti vertaa yhdestä kokeesta saatua todellista tuotemassaa kyseisen kokeen teoreettiseen enimmäismäärään. Atomitalous vertaa halutun tuotteen massaa kaikkien tasapainotetun reaktioyhtälön lähtöaineiden kokonaismassaan ja mittaa itse reaktion tehokkuutta erillään käsittelyn ja puhdistuksen aikana tapahtuvasta hävikistä.