verim yüzdesi

Gerçek dünyadaki kimyasal reaksiyonlar her zaman tam olarak kağıt üzerinde tahmin edildiği gibi ilerlemez. Bir deney boyunca birçok şey, tahmin edilenden daha az ürün oluşmasına katkıda bulunacaktır. Deneysel hatalara ek olarak, genellikle eksik reaksiyon, istenmeyen yan reaksiyonlar vb. nedeniyle kayıplar vardır. Yüzde verim, bir reaksiyonun başarı derecesini gösteren bir ölçüdür ve laboratuvardaki kimyasal çalışmalar için gereklidir.

Tanım

Verim yüzdesi, yüzde olarak ifade edilen gerçek verim ile teorik verim arasındaki orandır . Gerçek  verim,  kimyasal reaksiyonun çevrede bulunan tüm faktörlerle fiilen ürettiği sonuçtur. Gerçek yüzde, %100’e yakın olabilir, ancak asla tam olarak orada olamaz.

Yüzde verimi hesaplamak için, önce ” teorik verim ” olarak adlandırılan, stokiyometriye dayalı olarak oluşturulması gereken ürün miktarının, yani verilen reaktan miktarlarından oluşabilen maksimum ürün miktarının belirlenmesi gerekir.

Gerçek ve teorik verim eşitse, yüzde verim %100’dür. Gerçek getiri genellikle teorik değerden daha az olduğu için, tipik olarak, yüzde getirisi %100’den azdır. Bunun nedenleri arasında eksik veya rekabetçi reaksiyonlar ve geri kazanım sırasında numune kaybı yer alabilir. Yüzde veriminin %100’den büyük olması da mümkündür, bu da bir reaksiyondan beklenenden daha fazla örneğin geri kazanıldığı anlamına gelir. Son olarak, yüzde verimi her zaman pozitif bir değerdir.

Teorik ve deneysel performans, neden farklılar?

Bir kimyasal reaksiyonu gerçekleştirmek için iki veya daha fazla reaktanı karıştırdığımızda, eklediğimiz reaktanların bilinen miktarlarından elde etmemiz gereken ürün miktarını basit stokiyometri ile hesaplayabiliriz. Bu ürün miktarı (verim olarak adlandırılır), kimyasal reaksiyonun stokiyometrik oranlarından hesaplandığından, teorik verim olarak adlandırılır.

Öte yandan, reaktanların miktarlarını karıştırıp kimyasal reaksiyonu gerçekleştirdiğimizde fiilen elde ettiğimiz ürün miktarı, deneysel verim, pratik verim veya gerçek verim olarak bilinen şeydir .

İdeal durumda, stokiyometri ile hesaplananla tamamen aynı miktarda ürün elde edeceğiz. Bu durumda, yüzde verimi %100 olacaktır. Bununla birlikte, deneysel performansı asla teorik olana eşit hale getirmeyen çok çeşitli faktörler vardır. Bu faktörlerden bazıları şunlardır:

• Hem karışık reaktiflerin miktarlarında hem de elde edilen ürün miktarının tartılmasında veya belirlenmesinde deneysel ölçüm hataları.
• Reaktiflerde safsızlıkların varlığı.
• Ürünlerin bir kısmı tekrar reaktanlara dönüştürüldüğü için reaksiyonun ilerlemesini engelleyen kimyasal dengelerin varlığı.
• Reaksiyonun hızı. Reaksiyon çok yavaşsa ve zamanından önce durdurursak beklediğimizden daha az ürün elde ederiz.
• Maddeleri bir kaptan diğerine aktarma işlemleri sırasında reaktanların ve ürünlerin kayıpları.
• Diğerlerinin yanı sıra reaktiflerin bir kısmını tehlikeye atan paralel kimyasal reaksiyonların meydana gelmesi.

Bu faktörlerin çoğu bir dereceye kadar kontrol edilebilir, ancak çoğu her zaman mevcut olacaktır.

Yüzde Verim Formülü

Yüzde verim denklemi: Yüzde verim = (gerçek verim / teorik verim) x %100 burada:

• Gerçek verim, bir kimyasal reaksiyondan elde edilen ürün miktarıdır.
• Teorik verim, ürünü belirlemek için sınırlayıcı reaktif kullanılarak stokiyometrik denklemden elde edilen ürün miktarıdır.
• Gerçek ve teorik verim için birimler aynı olmalıdır (mol veya gram).

örnekler

Magnezyum karbonatın ayrışması bir deneyde 15 gram magnezyum oksit oluşturur, teorik verimin 19 gram olduğu bilinmektedir. 

1. Magnezyum oksidin yüzde verimi nedir?

MgCO3 _→  MgO + _CO2

Gerçek ve teorik getirileri biliyorsanız hesaplama basittir, sonraki şey formüldeki değerleri girmektir:

1. Yüzde verim = gerçek verim / teorik verim x %100
2. Yüzde verim= 15g / 19g x %100
3. Yüzde verimi= %79

2. Aşağıdaki kimyasal reaksiyonun yüzde verimi (%R):

2N ₂  + 5O ₂  → 2N ₂ O ₅

1. Kimyasal reaksiyonun bir parçası olan maddelerin moleküler kütlesini hesaplayın:

N2 = 28 _g /mol

O2 = 32 g/ _mol

N205 _{= 108.01} g  /mol

• Reaktanları karşılaştırarak sınırlayıcı reaktanı hesaplayın:

ilk ilişki

2N2 _→ 5O2 _{_}

2mol x 28g/mol → 5mol x 32g/mol

40g→x

56 gr → 160 gr

40 gr → x

X= 114.29 gr _O2

ikinci ilişki

2N2 _→ 5O2 _{_}

2mol x 28g/mol → 5mol x 32g/mol

x →55g

56 gr → 160 gr

x→ 55g

x= 19.25 gr _N2

Genel olarak, dengeli denkleme dayalı olarak teorik verimi hesaplamamız gerekir. Bu denklemde, tepken ve ürün 1:1 molar orana sahiptir, bu nedenle reaktan miktarını biliyorsanız, teorik verimin mol cinsinden aynı değerde olduğunu biliyoruz.

Miktarı gram olarak almak için, reaktanın gram miktarını almalı, daha sonra onu mol’e çevirmeli ve daha sonra kaç gram ürün bekleneceğini bulmak için aynı miktarı kullanmalıyız. 

Referanslar

• Brown, T. (2021). Kimya: Merkezi Bilim (11. baskı). Londra, İngiltere: Pearson Education.
• Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS ve Herranz, ZR (2020). Kimya (10. baskı). New York, NY: MCGRAW-HILL.
• Çiçekler, P., Neth, EJ, Robinson, WR, Theopold, K., & Langley, R. (2019). Kimya: Önce Atomlar 2e . https://openstax.org/books/chemistry-atoms-first-2e/pages/1-introduction adresinden alındı
• Flowers, P., Theopold, K., Langley, R., & Robinson, WR (2019b). Kimya 2e . https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/1-1-chemistry-in-context adresinden alındı.