सैद्धांतिक पैदावार की गणना कैसे करें

मान लें कि आप कपकेक को स्प्रिंकल्स से सजा रहे हैं। प्रत्येक कपकेक के लिए, आपको मुट्ठी भर स्प्रिंकल्स चाहिए। आपके पास १२ कपकेक और स्प्रिंकल्स से भरे दो बड़े टब हैं। इसका मतलब है कि आपके पास सभी कपकेक को सजाने के लिए पर्याप्त से अधिक स्प्रिंकल्स हैं, लेकिन आपके पास अपने सभी स्प्रिंकल्स का उपयोग करने के लिए पर्याप्त कपकेक नहीं हैं। आपके द्वारा यहां किए गए कपकेक सजाने की प्रतिक्रिया की उपज इस प्रकार 12 कपकेक है, और यह पूरी तरह से आपके पास मौजूद कपकेक की मात्रा पर निर्भर है।

उसी तरह, जब आप एक रासायनिक प्रतिक्रिया करते हैं, तो आपके द्वारा बनाए गए उत्पाद की मात्रा उस घटक पर निर्भर करेगी जो आपके पास कम है। इस घटक को कहा जाता है सीमित अभिकर्मक. एक बार जब आप यह पता लगा लेते हैं कि सीमित अभिकर्मक क्या है, तो आप इसका पता लगा सकते हैं सैद्धांतिक उपज, या आप अपने घटकों से कितना उत्पाद प्राप्त करने में सक्षम होंगे।

निम्नलिखित रासायनिक समीकरण पर एक नज़र डालें जिसमें अमोनिया बनाने के लिए हाइड्रोजन नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

यह रासायनिक प्रतिक्रिया आपको यह पता लगाने में मदद करेगी कि अमोनिया बनाने के लिए कितने हाइड्रोजन और नाइट्रोजन की आवश्यकता है। समस्या यह है कि यह समीकरण संतुलित नहीं है। तो सबसे पहले, इसे संतुलित करें:

अब, आप जानते हैं कि हाइड्रोजन के प्रत्येक 3 मोल के लिए, आप 2 मोल अमोनिया बनाते हैं। नाइट्रोजन के प्रत्येक 1 मोल के लिए, आप 2 मोल अमोनिया बनाते हैं।

अब मान लीजिए कि यह प्रतिक्रिया करते समय आपके पास 4.5 ग्राम हाइड्रोजन और 24 ग्राम अमोनिया है। सीमित अभिकारक कौन सा है?

इसे खोजने के लिए, आपको पहले प्रत्येक घटक के ग्राम की संख्या को मोल्स में बदलना होगा। फिर आप संतुलित समीकरण द्वारा दिए गए स्टोइकोमेट्रिक अनुपात का उपयोग करके पता लगा सकते हैं कि कौन सा अभिकारक सीमित है।

हाइड्रोजन और अमोनिया के द्रव्यमान को मोल में बदलने के लिए, मोलर द्रव्यमान का उपयोग करें:

यह देखते हुए कि हाइड्रोजन के 2.2 मोल और नाइट्रोजन के 0.86 मोल हैं, जो सीमित है?

यह पता लगाने के लिए कि 2.2 मोल हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए नाइट्रोजन के कितने मोल की आवश्यकता है, आप संतुलित समीकरण द्वारा दिए गए स्टोइकोमेट्रिक अनुपात का उपयोग कर सकते हैं:

इसका मतलब है कि पूरे 2.2 मोल हाइड्रोजन का उपयोग करने के लिए, आपको कम से कम 0.73 मोल नाइट्रोजन की आवश्यकता होगी।

यह पता लगाने के लिए कि 0.86 मोल हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए कितने मोल हाइड्रोजन की आवश्यकता है, आप उसी विधि का उपयोग कर सकते हैं:

इसका मतलब है कि सभी 0.86 मोल नाइट्रोजन का उपयोग करने के लिए आपको 2.58 मोल हाइड्रोजन की आवश्यकता होगी। समस्या यह है कि आपके पास 2.58 मोल हाइड्रोजन नहीं है! इस प्रकार, हाइड्रोजन. है सीमित अभिकारक. एक बार जब आप अपने पास मौजूद सभी हाइड्रोजन का उपयोग कर लेते हैं, तो आप अधिक अमोनिया नहीं बना सकते। हाइड्रोजन वही है जो पहले चर्चा किए गए उदाहरण में कपकेक है। एक बार जब आप सभी कपकेक सजा लेते हैं, तो आपके पास बचे हुए स्प्रिंकल्स होंगे।

यदि आपके पास मौजूद सभी हाइड्रोजन अमोनिया बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं तो कितना अमोनिया बनेगा? यह प्रतिक्रिया की सैद्धांतिक उपज है।

इस प्रकार, सीमित अभिकर्मक और अभिकारक और उत्पाद के बीच स्टोइकोमेट्रिक संबंध का उपयोग करके, आप पा सकते हैं कि अमोनिया की सैद्धांतिक उपज 1.5 मोल है।

लेकिन इसे क्यों कहा जाता है सैद्धांतिक उपज? सिर्फ उपज ही क्यों नहीं?

समस्या यह है कि प्रतिक्रियाएं हमेशा वैसी नहीं होती हैं जैसा आप सोचते हैं।

आइए कपकेक सजाने पर वापस जाएं। कल्पना कीजिए कि जब आप कपकेक सजा रहे होते हैं तो आपका छोटा भाई रसोई में आता है और इससे पहले कि आप इसे सजा सकें, एक कपकेक चुरा लेता है। खैर, यह एक कम सजाया हुआ कपकेक है जिसे आप बना सकते हैं। यह एक उदाहरण है पक्ष प्रतिक्रिया.

रासायनिक प्रतिक्रियाएं लगभग कभी भी परिपूर्ण नहीं होती हैं। आमतौर पर साइड प्रतिक्रियाएं होती हैं जो आपके अभिकारकों का उपयोग आपके वांछित उत्पाद के अलावा कुछ और बनाने के लिए करती हैं। नतीजतन, सीमित अभिकर्मक द्वारा गणना की गई उत्पाद की मात्रा को सैद्धांतिक उपज कहा जाता है। वास्तव में, आपकी उपज शायद इससे कम होगी।