प्रतिशत उपज कैलकुलेटर
नतीजा
प्रतिशत उपज
- वास्तविक उपज
- 8.500 g
- सैद्धांतिक उपज
- 10.000 g
- कमी (सैद्धांतिक − वास्तविक)
- 1.500 g
प्रतिशत उपज कैलकुलेटर अभिक्रिया के दोनों सिरों के द्रव्यमान लेकर उनका अनुपात बताता है, और तीन में से कोई भी दो राशियाँ दीजिए — बाक़ी वह ख़ुद निकाल देता है। सैद्धांतिक उपज और वास्तविक उपज दीजिए तो प्रतिशत मिलता है; प्रतिशत और एक द्रव्यमान दीजिए तो दूसरा द्रव्यमान मिलता है। तीनों भर दीजिए तो पेज उन्हें एक-दूसरे से जांचता है, क्योंकि एक प्रतिशत से ज़्यादा का फ़र्क़ इस बात का सबूत है कि कोई एक संख्या ग़लत है। चौथी पंक्ति बताती है कि कितना उत्पाद पीछे छूट गया — ग्राम में, चाहे दोनों द्रव्यमान g, mg या kg में डाले गए हों, क्योंकि दोनों एक ही पदार्थ के द्रव्यमान हैं और अनुपात इकाई से नहीं बदलता।
हर चरण की अच्छी उपज जोड़कर कितनी बनती है
| चरण | हर चरण 90% पर कुल उपज | हर चरण 80% पर कुल उपज |
|---|---|---|
| 1 | 90.00% | 80.00% |
| 2 | 81.00% | 64.00% |
| 3 | 72.90% | 51.20% |
| 5 | 59.05% | 32.77% |
| 10 | 34.87% | 10.74% |
दोनों कॉलम सिर्फ़ उदाहरण हैं — कोई अभिक्रिया हर बार ठीक 90% नहीं देती — और जो बात ये दिखाते हैं वह संख्याओं पर निर्भर नहीं करती: कुल उपज चरणों की संख्या के साथ घातांकी रूप से गिरती है। हर चरण की उपज को गुणा कीजिए; औसत मत निकालिए। 90% वाले तीन चरणों का औसत 90% बताता, जबकि असल जवाब 72.9% है, और 90% वाले दस चरण एक-तिहाई से भी कम बचाते हैं। इसीलिए कोई शोध-पत्र जब चार चरणों में से हर एक के लिए 95% लिखता है, तो वह कुल 81.45% बता रहा होता है।
फ़ॉर्मूला
प्रतिशत उपज = (वास्तविक उपज ÷ सैद्धांतिक उपज) × 100
- Y
- प्रतिशत उपज: जो मिला, वह अभिक्रिया जो दे सकती थी उसका कितना हिस्सा — प्रतिशत में लिखा हुआ। यह एक ही पदार्थ की दो मात्राओं का अनुपात है, इसलिए इसकी कोई इकाई नहीं
- m(वास्तविक)
- वास्तविक उपज: शुद्ध करने के बाद तौले गए उत्पाद का द्रव्यमान, ग्राम में। काम पूरा होने पर तुला जो बताती है, वही यह संख्या है
- m(सैद्धांतिक)
- सैद्धांतिक उपज: संतुलित समीकरण के हिसाब से संभव द्रव्यमान, जो सीमित अभिकर्मक से निकलता है। यह कभी नापा नहीं जाता, केवल गिना जाता है
इसे संश्लेषण के अंत में इस्तेमाल करें, जब उत्पाद तौल लिया गया हो और पता हो कि समीकरण कितना वादा करता है। यह सूत्र बस एक भाग है, इसलिए पेज की अहमियत यह है कि वह तीन में से जो संख्या आपके पास नहीं है वह भर देता है, और वह हालत पकड़ लेता है जहाँ दो संख्याएँ तीसरी से टकराती हैं। यह किसी विधि की जल्दी जांच का पेज भी है: किसी शोध-पत्र की उपज चार चरणों में 95% कहती है तो वह असल में 0.95 की चौथी घात बता रही है, और नीचे की तालिका यही दिखाती है। अगर आपको सैद्धांतिक उपज ख़ुद चाहिए — यानी सीमित अभिकर्मक और मोल अनुपात से संभव अधिकतम उत्पाद — तो वह अपने अलग पेज पर निकलती है।
हल किए हुए उदाहरण
एक संश्लेषण जिसने वादे का ज़्यादातर हिस्सा लौटा दिया
- वास्तविक उपज को सैद्धांतिक उपज से भाग दें: 8.5 ÷ 10 = 0.85
- भिन्न को प्रतिशत में बदलने के लिए 100 से गुणा करें: 0.85 × 100 = 85%
- घटाकर देखें कि फ़्लास्क में क्या बचा: 10 − 8.5 = 1.5 ग्राम
- बाक़ी वाली पंक्ति 1.5 ग्राम बताती है — अपने तौल के रिकॉर्ड से मिलाने लायक संख्या यही है
पेज जिस हालत में खुलता है वही यह है, और 85% एक आम प्रयोगशाला उपज है — छपने लायक, पर मात्रात्मक से कोई मेल नहीं। ध्यान दीजिए कि छोटे पैमाने पर बाक़ी वाली पंक्ति ही सबसे काम की है: एक ग्राम का 15% मन में नहीं बैठता, जबकि 1.5 ग्राम वह चीज़ है जिसे छानने के घोल में ढूंढा जा सकता है।
उपज के लक्ष्य से उलटी दिशा में
- प्रतिशत और एक द्रव्यमान दिया है, इसलिए जो द्रव्यमान नहीं है वही निकालना है
- 92% को वापस भिन्न में बदलें: 92 ÷ 100 = 0.92
- सैद्धांतिक उपज से गुणा करें: 0.92 × 5 = 4.6 ग्राम
- बाक़ी निकल आई: 5 − 4.6 = 0.4 ग्राम
- तीन में से दो ख़ाने भरे हैं, और पेज किसी चीज़ की तुलना नहीं करता
यहां सिर्फ़ सैद्धांतिक उपज और प्रतिशत डाले गए हैं, और यह पूरा सवाल है: तीन में से कोई भी दो राशियाँ तीसरी को तय कर देती हैं। सवाल-पत्र आम तौर पर इसी दिशा में पूछता है, और प्रयोगशाला इसी तरह निर्दिष्ट लक्ष्य रखती है — 92% वसूली एक लक्ष्य है, और तुला पर जो द्रव्यमान होना चाहिए वही उस लक्ष्य का मतलब है।
100% से ऊपर की उपज, जहाँ बाक़ी ऋणात्मक हो जाती है
- भाग दें: 1.53 ÷ 1.5 = 1.02
- प्रतिशत में यह 102% है — सौ से ऊपर, और पेज इसे मना करने के बजाय बता देता है
- फिर भी घटाएँ: 1.5 − 1.53 = −0.03 ग्राम
- ऋण का चिह्न कोई त्रुटि नहीं: यह कहता है कि आपने समीकरण की अनुमति से ज़्यादा तौल लिया
सौ प्रतिशत से ऊपर की उपज गणित को नहीं तोड़ती, और पेज जान-बूझकर इसे काटता नहीं — प्रतिशत वाला ख़ाना 1000% तक लेता है। व्यवहार में इसका मतलब है कि उत्पाद सूखा नहीं है, या नमूने में बिना अभिक्रिया वाला प्रारंभिक पदार्थ या कोई उप-उत्पाद बैठा है। ऋणात्मक बाक़ी इस बात का ईमानदार तरीक़ा है: सिद्धांत जितना बताता है उससे 0.03 ग्राम ज़्यादा आपके पास है, और वजह समीकरण में नहीं, नमूने में है।
सीमाएँ
दोनों इनपुट उत्पाद के द्रव्यमान हैं, इसलिए जिस सवाल में किसी अभिकर्मक का द्रव्यमान दिया हो उसे पहले उत्पाद में बदलना पड़ता है — वह सैद्धांतिक उपज का हिसाब है, यह पेज नहीं। चूंकि दोनों संख्याएँ एक ही पदार्थ के द्रव्यमान हैं, प्रतिशत इकाई पर निर्भर नहीं करता: ग्राम में लिया गया अनुपात उतना ही होता है जितना मोल में। सैद्धांतिक उपज उतनी ही भरोसेमंद होती है जितनी उसके पीछे की स्टॉइकियोमेट्री, इसलिए ग़लत सीमित अभिकर्मक या ग़लत मोल अनुपात सीधे आगे तक चला जाता है और प्रतिशत देखने में एकदम ठीक लगता है। एक प्रतिशत वाली मिलान-जांच तीनों ख़ानों के बीच के विरोध को पकड़ती है, किसी एक ख़ाने के भीतर की ग़लती को नहीं। और ऊँची उपज शुद्धता का दावा नहीं है: कोई नमूना सिद्धांत का 102% होकर भी ग़लत यौगिक हो सकता है। आख़िर में, यह पेज मान लेता है कि दोनों द्रव्यमान उसी शुद्ध उत्पाद के हैं — अगर तौलने से पहले नमूना सुखाया नहीं गया, तो घोलक का द्रव्यमान भी उसी में जुड़ जाता है और प्रतिशत बिना किसी चेतावनी के ऊपर चला जाता है।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
- प्रतिशत उपज कैसे निकालें?
- वास्तविक उपज को सैद्धांतिक उपज से भाग दें और 100 से गुणा करें। जहाँ समीकरण 10 ग्राम बताता था वहां 8.5 ग्राम उत्पाद मिला तो 8.5 ÷ 10 = 0.85, यानी 85%। सैद्धांतिक उपज कभी नापी नहीं जाती — वह सीमित अभिकर्मक और संतुलित समीकरण से निकलती है। अगर आपके पास प्रतिशत और दोनों में से एक द्रव्यमान है, तो यह पेज बाक़ी द्रव्यमान ख़ुद निकाल देता है, इसलिए यही एक भाग तीनों दिशाओं में काम करता है।
- मेरी प्रतिशत उपज 100% से ज़्यादा क्यों आ रही है?
- क्योंकि उत्पाद का द्रव्यमान समीकरण की अनुमति से ज़्यादा निकल रहा है। आम वजह यह है कि वह सूखा नहीं है: बचा हुआ घोलक या पानी भी उत्पाद के साथ तौल लिया जा रहा है। दूसरी वजह मिलावट है — बिना अभिक्रिया वाला प्रारंभिक पदार्थ, कोई उप-उत्पाद, या सुखाने में डाला गया अवशोषक। असली अधिकता लगभग कभी नहीं होती, क्योंकि अभिक्रिया अपने सीमित अभिकर्मक से ज़्यादा उत्पाद बना ही नहीं सकती। 100 से ऊपर के किसी भी आंकड़े को मतलब देने से पहले नमूना सुखाकर दोबारा तौलिए।
- सैद्धांतिक और वास्तविक उपज में क्या फ़र्क़ है?
- सैद्धांतिक उपज वह है जो स्टॉइकियोमेट्री बताती है: सीमित अभिकर्मक, उसके मोलर द्रव्यमान और संतुलित समीकरण से गिना गया आंकड़ा। वास्तविक उपज वह है जो काम पूरा होने के बाद आपके हाथ में है, तुला से। इसलिए सैद्धांतिक उपज ऊपरी सीमा है, और साफ़-सुथरे प्रयोग में वास्तविक उपज उसी पर या उससे नीचे रहती है। दोनों को अलग रखना इसलिए ज़रूरी है कि दोनों अलग-अलग वजहों से ग़लत होती हैं — एक ग़लत समीकरण से, दूसरी बेंच पर बिगड़े दिन से।
- क्या दोनों द्रव्यमान एक ही इकाई में होने चाहिए?
- दोनों एक ही पदार्थ के होने चाहिए, और प्रतिशत किसी भी द्रव्यमान-इकाई में वही रहता है क्योंकि यह दो समान राशियों का अनुपात है। हर ख़ाने का अपना ग्राम, मिलीग्राम या किलोग्राम चुनने का विकल्प है, इसलिए 10 ग्राम के सामने 8500 मिलीग्राम भी डाल सकते हैं — पेज भाग देने से पहले बदल लेता है। जो नहीं कर सकते वह है पदार्थ मिलाना: किसी अभिक्रिया की उपज उत्पाद के दो द्रव्यमानों की तुलना करती है, किसी अभिकर्मक के द्रव्यमान की उत्पाद से नहीं।
- कई चरणों की कुल उपज कैसे निकालें?
- हर चरण की उपज को आपस में गुणा करें, औसत न निकालें। 90% वाले तीन चरण 0.9 × 0.9 × 0.9 = 0.729 बनाते हैं, यानी कुल 72.9%, और 90% वाले दस चरण सिर्फ़ 34.87% बचाते हैं। यही घटती-बढ़ती वजह है कि हर चरण में शानदार उपज देने वाला लंबा संश्लेषण भी अंत में निराश करने वाली मात्रा दे सकता है, और इसीलिए इस पेज की तालिका एक संख्या के बजाय कई चरण-गणनाएँ साथ-साथ दिखाती है।
संदर्भ
- NPTEL — Online Courses from the IITs and IISc — NPTEL, Ministry of Education, Government of India
- SI Units — Amount of Substance: the mole — National Institute of Standards and Technology (NIST)
- Standard Atomic Weights — abridged to four significant figures — Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), IUPAC