Ορισμός πραγματικής απόδοσης στη Χημεία

Η πραγματική απόδοση είναι ένας από τους τύπους απόδοσης σε μια χημική αντίδραση, μαζί με τη θεωρητική απόδοση και την εκατοστιαία απόδοση. Ακολουθεί ο ορισμός της πραγματικής απόδοσης, ο τρόπος εύρεσης της πραγματικής απόδοσης και μια ματιά στο γιατί είναι πάντα μικρότερη από τη θεωρητική απόδοση σε ένα πείραμα.

Ορισμός πραγματικής απόδοσης

Πραγματική απόδοση είναι η ποσότητα του προϊόντος που λαμβάνετε πειραματικά από μια χημική αντίδραση. Αντίθετα, η θεωρητική απόδοση είναι η ποσότητα του προϊόντος που λαμβάνετε εάν όλο το αντιδρών μετατρέπεται σε προϊόν. Η πραγματική απόδοση είναι μια εμπειρική τιμή που μετράτε στο εργαστήριο, ενώ η θεωρητική απόδοση είναι μια υπολογισμένη τιμή.

Πώς να βρείτε την πραγματική απόδοση

Συνήθως, βρίσκετε την πραγματική απόδοση ζυγίζοντας το προϊόν χρησιμοποιώντας μια ζυγαριά:

1. Ζυγίστε το δοχείο.
2. Ζυγίστε το ξηρό προϊόν στο δοχείο.
3. Αφαιρέστε τη μάζα του δοχείου από τη συνολική μάζα για να λάβετε τη μάζα του προϊόντος.

Ωστόσο, μερικές φορές το προϊόν μετράται έμμεσα στο μη καθαρισμένο μείγμα αντίδρασης. Οι μετρήσεις λαμβάνονται μέσω αέριας χρωματογραφίας (GC), υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (HPLC), φασματοσκοπίας πυρηνικού συντονισμού (NMR) ή άλλης αναλυτικής τεχνικής.

Πώς να υπολογίσετε την πραγματική απόδοση από την ποσοστιαία απόδοση

Ένας άλλος τρόπος εύρεσης της πραγματικής απόδοσης είναι από την ποσοστιαία απόδοση και τη θεωρητική απόδοση.

ποσοστιαία απόδοση =πραγματική απόδοση/θεωρητική απόδοση x 100
πραγματική απόδοση =(ποσοστό απόδοση x θεωρητική απόδοση)/100

Μεμονωμένη απόδοση

Πολλά εργαστήρια αναφέρουν απομονωμένη απόδοση και όχι πραγματική απόδοση. Μεμονωμένη απόδοση είναι η απόδοση του προϊόντος που μετράται αφού έχει καθαριστεί σε ένα ορισμένο επίπεδο (συνήθως>95% φασματοσκοπική καθαρότητα). Επειδή κάποιο προϊόν χάνεται κατά τη διάρκεια του καθαρισμού, η απομονωμένη απόδοση τείνει να είναι χαμηλότερη από την πραγματική απόδοση.

Λόγοι για τους οποίους η πραγματική απόδοση είναι μικρότερη από τη θεωρητική απόδοση

Η πραγματική απόδοση είναι χαμηλότερη από τη θεωρητική απόδοση, επειδή οι περισσότερες αντιδράσεις δεν είναι 100% αποτελεσματικές και επειδή είναι αδύνατο να ανακτηθεί όλο το προϊόν από μια αντίδραση. Για παράδειγμα:

• Το προϊόν παραμένει σε διηθητικό χαρτί ή περνά μέσα από αυτό.
• Μια μικρή ποσότητα προϊόντος διαλύεται σε διαλύτη πλύσης, ακόμα κι αν είναι αδιάλυτο σε αυτόν τον διαλύτη.
• Το προϊόν που είναι ίζημα πέφτει ατελώς εκτός διαλύματος.
• Το προϊόν εξατμίζεται.

Αν και λιγότερο συχνή, η πραγματική απόδοση μπορεί να είναι μεγαλύτερη από τη θεωρητική απόδοση. Η ατελής ξήρανση είναι ο πιο συνηθισμένος λόγος για αυτό. Ένας άλλος λόγος είναι επειδή στο βάρος του προϊόντος περιλαμβάνεται μια ακαθαρσία. Σπάνια, η πραγματική απόδοση είναι υψηλότερη από τη θεωρητική απόδοση, εάν μια άλλη χημική αντίδραση στο πείραμα σχηματίζει επίσης το ίδιο προϊόν.

πληθωρισμός απόδοσης

Σε ένα Synlett του 2010 άρθρο, οι Wernerova και Hudlický ανέφεραν ότι τα βήματα καθαρισμού που οδηγούν σε απομονωμένη απόδοση έχουν ως αποτέλεσμα απώλεια περίπου 2% του προϊόντος. Δεδομένης της εγγενούς απώλειας, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η απομονωμένη απόδοση σπάνια υπερβαίνει το 94%. Ωστόσο, οι δημοσιεύσεις αναφέρουν όλο και περισσότερες αποδόσεις. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται πληθωρισμός απόδοσης . Υπάρχουν πολλές εξηγήσεις για τον πληθωρισμό των αποδόσεων.

• Οι βελτιωμένες τεχνικές οδηγούν σε υψηλότερες αποδόσεις.
• Οι αντιδράσεις μικρής κλίμακας είναι πιο επιρρεπείς σε μικρές διαφορές μέτρησης.
• Οι ερευνητές διογκώνουν τεχνητά τις αποδόσεις για να εμφανιστούν καλύτερα στη δημοσίευση.

Αν υποθέσουμε ότι ο πληθωρισμός των αποδόσεων είναι, στην πραγματικότητα, ένα πραγματικό φαινόμενο, η εξήγηση αφήνεται στον αναγνώστη να αποφασίσει.

Αναφορές

• McNaught, A. D.; Wilkinson, Α., eds. (1997). Σύνοψη Χημικής Ορολογίας (το «Χρυσό Βιβλίο») (2η έκδ.). Oxford:Blackwell Scientific Publications. doi:10.1351/goldbook ISBN 0-9678550-9-8.
• Petrucci, R.H., Harwood, W.S.; Ρέγγα, F.G. (2002) General Chemistry (8η έκδ.). Prentice Hall. ISBN 0130143294.
• Βερνέροβα, Μαρτίνα; Hudlicky, Tomas (Νοέμβριος 2010). «Σχετικά με τα πρακτικά όρια του προσδιορισμού των αποδόσεων μεμονωμένων προϊόντων και των αναλογιών στερεοϊσομερών:αντανακλάσεις, ανάλυση και εξαγορά». Synlett . 2010 (18):2701–2707. doi:10.1055/s-0030-1259018
• Vogel, A. I.; Tatchell, Α. R.; Furnis, Β. S.; Hannaford, Α. J.; Smith, P. W. G. (1996) Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry (5η έκδ.). Pearson. ISBN 978-0582462366.
• Whitten, K.W., Gailey, K.D; Davis, R.E. (1992) General Chemistry (4η έκδ.). Saunders College Publishing. ISBN 0030723736.