Yüzde Verim Hesaplayıcı - Kimyasal Reaksiyon Verimliliğini Ölçme

Yüzde verim hesaplayıcı nedir?

Yüzde verim hesaplayıcı, bir kimyasal tepkimenin gerçek verimini teorik verimiyle karşılaştırır ve sonucu yüzde olarak ifade eder. Yüzde verim, bir tepkimenin stokiyometrinin öngördüğü maksimum miktarla karşılaştırıldığında gerçekte ne kadar ürün ürettiğini gösterir.

Yüzde verim formülü

Yüzde verim, gerçek verimin teorik verime bölünüp 100 ile çarpılmasına eşittir:

$\text{Yüzde Verim} = \frac{\text{Gerçek Verim}}{\text{Teorik Verim}} \times 100\%$

• Gerçek verim, tepkime ve saflaştırma sonrasında toplanan ürünün kütlesidir ve genellikle gram cinsinden ölçülür.
• Teorik verim, bir tepkimenin oluşturabileceği maksimum ürün kütlesidir; denkleştirilmiş denklem ve sınırlayıcı reaktif (ilk tükenen reaktif) kullanılarak hesaplanır.

Bu sayfadaki hesaplayıcı, her iki değer girilir girilmez sonucu günceller. Herhangi bir düğmeye basmak gerekmez; Sıfırla düğmesi de her iki alanı temizler.

Her iki giriş alanı gram cinsinden etiketlenmiştir. Her iki değer aynı birimi kullandığı sürece birim sonucu değiştirmez. Bölme işleminde birimler birbirini götürür; bu nedenle kütleler gram, kilogram veya mol cinsinden olsa da yüzde aynıdır.

Yüzde verim nasıl hesaplanır?

1. Tepkime için kimyasal denklemi denkleştirin.
2. Sınırlayıcı reaktanı belirleyin.
3. Sınırlayıcı reaktandan teorik verimi hesaplamak için stokiyometriyi kullanın.
4. Gerçek verimi bulmak için kurutulmuş ve saflaştırılmış ürünü tartın.
5. Gerçek verimi teorik verime bölün ve 100 ile çarpın.

Uygulamalı örnek

Örnek 1: Aspirin sentezi

Aspirin sentezleyen bir öğrenci, teorik verimi 5,42 g olarak hesaplar. Saflaştırmadan sonra öğrenci 4,65 g kurutulmuş ürün toplar.

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

Örnek 2: Amonyak üretimi

Haber sürecini kullanan bir tesiste, 850 kg amonyaklık teorik verim için yeterli azot ve hidrojen bulunur. Tesis gerçekte 765 kg üretir.

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

Burada her iki kütle de kilogram cinsindendir. Hesaplayıcıya 765 ve 850 girildiğinde aynı %90,00 sonucu elde edilir; çünkü birimler birbirini götürür.

Örnek 3: Düşük verimli sentez

Çok aşamalı bir sentezin teorik verimi 2,75 g değerindedir. Saflaştırmadan sonra yalnızca 0,82 g saf ürün elde edilir.

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

Yüzde verim neden genellikle %100 değerinin altındadır?

Gerçek bir tepkime sırasında meydana gelen kayıplar nedeniyle yüzde verim neredeyse her zaman %100 değerinin altındadır:

• Bazı reaktan molekülleri tamamen tepkimeye girmez.
• Yan tepkimeler, hedef ürün yerine istenmeyen yan ürünler oluşturur.
• Süzme, yeniden kristallendirme veya ürün kaplar arasında aktarılırken ürün kaybolur.
• Ürünü tartmak için kullanılan terazinin küçük bir hata payı vardır.
• Tersinir tepkimelerde, tüm reaktanlar ürüne dönüşmeden önce dönüşüm durur.

%100 verim, her bir reaktan molekülünün herhangi bir kayıp olmaksızın saf ürüne dönüştüğü anlamına gelir. Basit ve iyi optimize edilmiş tepkimeler dışında bu durum nadiren gerçekleşir.

Yüzde verim %100 değerinin üzerinde olabilir mi?

Saf bir ürün teorik maksimumdan daha ağır olamaz; bu nedenle gerçek yüzde verim %100 değerinde veya altında kalır. Ancak girilen gerçek verim teorik verimden büyük olduğunda hesaplayıcı %100 değerinin üzerinde bir sonuç bildirir; çünkü bölme işlemi aritmetik olarak geçerlidir. Laboratuvarda bu sonuç, tartılan numunenin saf ürün dışında artık çözücü, tepkimeye girmemiş başlangıç maddesi veya havadan emilmiş nem gibi bir şey içerdiği anlamına gelir. Numunenin daha fazla kurutulup yeniden tartılması genellikle değeri %100 değerinin altına indirir.

Sıfır, negatif ve geçersiz değerler

• Gerçek verim 0 ise yüzde verim %0 olur.
• Teorik verim sıfırdan büyük olmalıdır. Teorik verim sıfır veya negatifse hesaplayıcı sonuç göstermez ve nedenini açıklar; çünkü sıfıra bölme tanımsızdır.
• Gerçek verim negatif olamaz. Negatif bir giriş reddedilir ve sonuç yerine bir ileti görüntülenir.
• Alanlardan biri boşsa hesaplayıcı sonuç göstermez ve her iki değeri bekler.

Sık sorulan sorular

Kimyada yüzde verim nedir?

Yüzde verim, gerçek verimin teorik verime oranının yüzde olarak ifade edilmesidir. Bir tepkimenin mümkün olan maksimum ürünün ne kadarını gerçekte ürettiğini gösterir.

İyi bir yüzde verim nedir?

Bu, tepkimeye bağlıdır. Basit, tek aşamalı tepkimelerde verim genellikle %85 ile %95 arasına ulaşır. Çok aşamalı organik sentezlerde ürün her aşamada kaybedildiği için verim genellikle %40 ile %70 arasında olur.

Yüzde verimim neden %100 değerinin üzerinde?

Ürün büyük olasılıkla saf değildir. Yaygın nedenler arasında artık çözücü, tepkimeye girmemiş başlangıç maddesi veya havadan emilmiş nem bulunur. Saf bir ürünün yüzde verimi %100 değerinin üzerinde olamaz. Yanlış sınırlayıcı reaktan kullanılması gibi teorik verimdeki bir hata da sonucu %100 değerinin üzerine çıkarabilir.

Gerçek verim ile teorik verim arasındaki fark nedir?

Gerçek verim, tepkime ve saflaştırmadan sonra ölçülen ürün miktarıdır. Teorik verim ise her reaktanın kayıp olmadan ürüne dönüştüğü varsayımıyla denkleştirilmiş denklemden öngörülen maksimum miktardır.

Teorik verim nasıl hesaplanır?

Teorik verim, denkleştirilmiş kimyasal denklemden elde edilir. Sınırlayıcı reaktanın kütlesi önce mol sayısına, ardından denklemdeki mol oranı kullanılarak ürünün mol miktarına, sonra da ürünün mol kütlesi kullanılarak grama dönüştürülür.

Yüzde verim ile atom ekonomisi arasındaki fark nedir?

Yüzde verim, tek bir deneyden elde edilen gerçek ürün kütlesini o deney için teorik maksimumla karşılaştırır. Atom ekonomisi ise istenen ürünün kütlesini denkleştirilmiş denklemde yer alan tüm reaktanların toplam kütlesiyle karşılaştırır ve tepkimenin kendisinin ne kadar verimli olduğunu, taşıma ve saflaştırma sırasındaki kayıplardan ayrı olarak ölçer.