इसमें क्या है और उदाहरण में सैद्धांतिक प्रदर्शन

सैद्धांतिक प्रदर्शन एक रासायनिक प्रतिक्रिया एक अधिकतम राशि है जो किसी उत्पाद से प्राप्त की जा सकती है जो अभिकारकों के पूर्ण परिवर्तन को मानती है। जब काइनेटिक, थर्मोडायनामिक, या प्रायोगिक कारणों में से एक अभिकारक आंशिक रूप से प्रतिक्रिया करता है, तो परिणामी उपज सैद्धांतिक से कम होती है.

यह अवधारणा कागज (रासायनिक समीकरण) और वास्तविकता पर लिखी गई रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बीच अंतर की तुलना करने की अनुमति देती है। कुछ बहुत सरल लग सकते हैं, लेकिन प्रयोगात्मक रूप से जटिल और कम पैदावार के साथ; जबकि अन्य, उन्हें बनाने के लिए व्यापक लेकिन सरल और उच्च प्रदर्शन कर सकते हैं.

सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं और अभिकर्मकों की मात्रा में एक सैद्धांतिक उपज होती है। इसके लिए धन्यवाद, प्रक्रिया चर और सफलताओं की प्रभावशीलता की एक डिग्री स्थापित की जा सकती है; उतनी ही अधिक पैदावार (और समय कम), प्रतिक्रिया के लिए चुने गए बेहतर स्थिति हैं.

इस प्रकार किसी दिए गए प्रतिक्रिया के लिए तापमान, सरगर्मी गति, समय, आदि की एक श्रृंखला चुनते हैं, और अनुकूलतम प्रदर्शन कर सकते हैं। इस तरह के प्रयासों का उद्देश्य सैद्धांतिक उपज वास्तविक प्रदर्शन के आस पास है.

सूची

• 1 सैद्धांतिक उपज क्या है?
• 2 उदाहरण
  • २.१ उदाहरण १
  • २.२ उदाहरण २
• 3 संदर्भ

सैद्धांतिक प्रदर्शन क्या है?

सैद्धांतिक उपज 100% रूपांतरण मानने वाली प्रतिक्रिया से प्राप्त उत्पाद की मात्रा है; अर्थात्, सभी सीमित अभिकर्मक का उपभोग किया जाना चाहिए.

फिर, सभी संश्लेषण को आदर्श रूप से 100% के बराबर प्रयोगात्मक या वास्तविक प्रदर्शन देना चाहिए। हालांकि ऐसा नहीं होता है, उच्च पैदावार (> 90%) के साथ प्रतिक्रियाएं होती हैं

यह प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है, और इसकी गणना करने के लिए पहले आपको प्रतिक्रिया के रासायनिक समीकरण का सहारा लेना चाहिए। स्टोइकोमेट्री से, यह अभिकर्मक को सीमित करने की एक निश्चित मात्रा के लिए निर्धारित किया जाता है कि कितना उत्पाद उत्पन्न होता है। फिर, जब यह किया जाता है, तो निर्धारित सैद्धांतिक मूल्य की तुलना में प्राप्त उत्पाद (वास्तविक उपज) की मात्रा की तुलना की जाती है:

प्रदर्शन% = (वास्तविक प्रदर्शन / सैद्धांतिक प्रदर्शन) Actual 100%

यह% उपज हमें अनुमान लगाने की अनुमति देता है कि चयनित स्थितियों में प्रतिक्रिया कितनी कुशल है। उनके मूल्य प्रतिक्रिया के प्रकार के आधार पर अत्यधिक दोलन करते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ प्रतिक्रियाओं के लिए 50% (आधा सैद्धांतिक उपज) की उपज को एक सफल प्रतिक्रिया माना जा सकता है.

लेकिन ऐसे प्रदर्शन की इकाइयाँ क्या हैं? अभिकर्मकों का द्रव्यमान, अर्थात्, ग्राम या मोल्स की मात्रा। इसलिए, प्रतिक्रिया के प्रदर्शन को निर्धारित करने के लिए ग्राम या मोल्स को जानना चाहिए जो सैद्धांतिक रूप से प्राप्त किया जा सकता है.

ऊपर एक सरल उदाहरण के साथ स्पष्ट किया जा सकता है.

उदाहरण

उदाहरण 1

निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया पर विचार करें:

ए + बी => सी

1gA + 3GB => 4gC

रासायनिक समीकरण प्रजातियों ए, बी और सी के रूप में काल्पनिक प्रजातियां हैं के लिए केवल एक stoichiometric गुणांक है, उनके आणविक या परमाणु द्रव्यमान अज्ञात है, लेकिन यह हाथ पर बड़े पैमाने पर अनुपात वे प्रतिक्रिया है; यह है बी के एक 3 जी के प्रति ग्राम सी की 4 ग्राम देने के लिए प्रतिक्रिया (मास संरक्षण).

इसलिए, इस प्रतिक्रिया के लिए सैद्धांतिक उपज 4 ग्राम सी है जब 1 जी 3 जी बी के साथ प्रतिक्रिया करता है.

यदि आपके पास A की 9g है तो सैद्धांतिक उपज क्या होगी? इसकी गणना करने के लिए, यह रूपांतरण कारक का उपयोग करने के लिए पर्याप्त है जो ए और सी से संबंधित है:

(9g A) ∙ (4g C / 1g A) = 36g C

ध्यान दें कि अब सैद्धांतिक उपज 4 जी सी के बजाय 36 ग्राम सी है, क्योंकि इसमें अधिक अभिकर्मक ए है.

दो तरीके: दो पैदावार

उपरोक्त प्रतिक्रिया के लिए, सी। का उत्पादन करने के लिए दो तरीके हैं जो मानते हैं कि दोनों ए के 9 जी से शुरू होते हैं, प्रत्येक का अपना वास्तविक प्रदर्शन होता है। शास्त्रीय विधि 1 घंटे की अवधि के भीतर 23 ग्राम सी प्राप्त करने की अनुमति देती है; आधुनिक विधि का उपयोग करते हुए आप आधे घंटे में 29 ग्राम सी प्राप्त कर सकते हैं.

प्रत्येक विधि के लिए% उपज क्या है? यह जानकर कि सैद्धांतिक उपज 36 ग्राम C है, हम सामान्य सूत्र को लागू करने के लिए आगे बढ़ते हैं:

प्रदर्शन% (शास्त्रीय विधि) = (23 ग्रा / 36 ग्रा) method 100%

63.8%

प्रदर्शन% (आधुनिक विधि) = (२ ९ जी सी / ३६ ग्राम सी) method १००%

80.5%

तार्किक रूप से, एक के 9 ग्राम (प्लस बी के 27 ग्राम) विधि से सी की अधिक आधुनिक ग्राम के कारण द्वारा यह, 80.5% की एक उपज है पारंपरिक विधि की 63.8% की उपज की तुलना में अधिक.

दोनों में से किसे चुनना है? पहली नज़र में, आधुनिक विधि शास्त्रीय विधि की तुलना में अधिक व्यवहार्य लगती है; हालांकि, आर्थिक पहलू और प्रत्येक के संभावित पर्यावरणीय प्रभाव फैसले में लागू होते हैं.

उदाहरण 2

ऊर्जा के स्रोत के रूप में बाह्य और आशाजनक प्रतिक्रिया पर विचार करें:

एच₂ + हे₂ => एच₂हे

ध्यान दें कि, पिछले उदाहरण के रूप में, एच के स्टोइकोमेट्रिक गुणांक₂ और हे₂ वे हैं 1. आपके पास एच का 70 ग्राम है₂ ओ के 150 ग्राम के साथ मिश्रित₂, प्रतिक्रिया की सैद्धांतिक उपज क्या होगी? यदि आपको 10 और 90 ग्राम एच मिले तो पैदावार क्या है₂हे?

यहां यह अनिश्चित है कि कितने ग्राम एच₂ या हे₂ वे प्रतिक्रिया करते हैं; इसलिए, प्रत्येक प्रजाति के मोल्स को इस बार निर्धारित किया जाना चाहिए:

मोल्स डी एच₂= (70 ग्राम) ∙ (मोल एच₂/ 2 जी)

35 मोल

मोल्स डी ओ₂= (150 ग्राम) ∙ (मोल ओ)₂/ 32 ग्राम)

4.69 मोल

सीमित अभिकर्मक ऑक्सीजन है, क्योंकि एच का 1mol₂ O के 1mol के साथ प्रतिक्रिया करता है₂; और O के 4.69 मोल हैं₂, तब H के 4.69 मोल प्रतिक्रिया करेंगे₂. इसके अलावा, एच के मोल्स₂या गठित 4.69 के बराबर होगा। इसलिए, सैद्धांतिक उपज 4.69 मोल या 84.42 ग्राम एच है₂O (पानी के आणविक द्रव्यमान द्वारा मोल्स को गुणा करना).

ऑक्सीजन की कमी और अतिरिक्त अशुद्धियाँ

यदि 10g H का उत्पादन किया जाता है₂या, प्रदर्शन होगा:

प्रदर्शन% = (10 ग्राम एच₂ओ / 84.42 जी एच₂O) ∙ 100%

11.84%

जो कम है क्योंकि हाइड्रोजन की एक बड़ी मात्रा में बहुत कम ऑक्सीजन के साथ मिलाया गया था.

और अगर, दूसरी तरफ, 90 ग्राम एच का उत्पादन किया जाता है₂या, प्रदर्शन अब होगा:

प्रदर्शन% = (90 ग्राम एच₂ओ / 84.42 जी एच₂O) ∙ 100%

106.60%

कोई भी प्रदर्शन सैद्धांतिक से अधिक नहीं हो सकता है, इसलिए 100% से अधिक कोई भी मूल्य एक विसंगति है। हालाँकि, यह निम्नलिखित कारणों से हो सकता है:

-उत्पाद ने पार्श्व या द्वितीयक प्रतिक्रियाओं के कारण अन्य उत्पादों को संचित किया.

-प्रतिक्रिया के दौरान या उसके अंत में उत्पाद दूषित हो गया था.

इस उदाहरण की प्रतिक्रिया के मामले में, पहला कारण संभावना नहीं है, क्योंकि पानी के अलावा कोई अन्य उत्पाद नहीं है। दूसरा कारण, अगर आपको वास्तव में ऐसी परिस्थितियों में 90 ग्राम पानी मिलता है, तो यह इंगित करता है कि अन्य गैसीय यौगिकों का प्रवेश था (जैसे कि सीओ)₂ और एन₂) जो पानी के साथ मिलकर गलत तरीके से तौला गया.

संदर्भ

1. Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। (2008)। रसायन विज्ञान। (8 वां संस्करण।) काँगेज लर्निंग, पृष्ठ 97.
2. हेल्मेनस्टाइन, टॉड। (15 फरवरी, 2018)। रासायनिक प्रतिक्रिया के सैद्धांतिक सिद्धांत की गणना कैसे करें। से लिया गया: सोचाco.com
3. चीह सी। (13 जून, 2017)। सैद्धांतिक और वास्तविक पैदावार। रसायन शास्त्र LibreTexts। से लिया गया: chem.libretexts.org
4. खान अकादमी। (2018)। अभिकर्मकों और प्रतिशत उपज को सीमित करना। से लिया गया: khanacademy.org
5. परिचयात्मक रसायन विज्ञान। (एन.डी.)। पैदावार। से लिया गया: saylordotorg.github.io
6. सामान्य रसायन विज्ञान में परिचयात्मक पाठ्यक्रम। (एन.डी.)। अभिकर्मक और प्रदर्शन को सीमित करना। वल्लडोल विश्वविद्यालय। से लिया गया: eis.uva.es