产率计算器
用实际产量除以理论最大产量再乘以 100,得到产率百分比。供实验室与研究使用,不构成医疗或剂量建议。
实验室制备
计算器输入项
这是一个数学与实验室参考工具。它不进行诊断、治疗或剂量推荐,也不构成医疗建议。
收率百分比计算器把实际得到的产物量与反应本可以产出的理论量作比较,并把比值表示成百分比。
收率是转化的度量,而回收率是损失的度量。对单个完整的步骤两者重合,对多步合成则不重合,所以它们是两个分开的工具。
收率是合成化学家报出来的那个数字,而一个报出的收率,始终是对某一个具体分离批次的陈述。
分母是一次你必须为之辩护的计算
一个收率百分比把实际分离出的质量与「反应完全转化时本该产出的质量」作比较。分子是一次测量,它携带了关于称量一份没有干燥的产物所应有的全部顾虑。分母根本不是测量:它来自这一步的化学计量关系,以及实际用掉的限制试剂的量。这两个数字的可靠程度差别很大,而一个收率的可信程度永远只等于其中较弱的那一个,实践中几乎总是分母。
搭出这个分母要经过三个决定,每一个都是无声出错的地方。先判定哪一个试剂限制这一步,用它的化学计量比算出产物的摩尔数,再用产物的摩尔质量把这些摩尔数换算成质量。如果在本该用产物摩尔质量的地方用了试剂的摩尔质量,收率就会按两个质量之比而错。忽略某种输入试剂并不是完全纯的,理论值就会偏高,于是从这一步报出的每一个收率都是系统性偏低,而不是在真值周围散布。
这套算术本身平平无奇,而这恰恰正是重点。摩尔质量为 250 g/mol 的试剂,五百 mg 就是两毫摩尔;因此一个一比一化学计量的步骤,理论产物就是两毫摩尔。再用产物的摩尔质量把这个数换算成质量,就得到分母。里面除了化学计量之外没有任何东西,而且全程都可以手算并核对两遍,这就是为什么理论产率值得写下来,而不是靠记忆。链条里那两次换算分别由 质量转摩尔计算器 和 摩尔质量交叉核对计算器 覆盖。
一个数字把什么压缩在了一起
分离出的质量不会告诉你发生了什么。一个步骤可以几乎完全转化却分离得很糟;另一个可以只转化一部分却分离得很干净;两者最后落在同一个数字上。收率是四样东西的乘积:转化率;在一步产出不止一种产物时的选择性;反应之后每一次没有完全收回产物的操作;以及反应之前那些决定一开始有多少产物的操作。百分比正是这四样塌缩成一个数字、并失去各自身份的地方。
这种塌缩用于报告是可以的,用于诊断则毫无用处。要找出这四样里哪一样最弱,就需要在收率之外还有逐步的回收率,而那个数字来自 回收率百分比计算器 。用总收率除以你怀疑的那一步的回收率,就能知道那一步是否解释了差额。若商非常接近总收率,说明损失散布在整个过程中;若商恰好等于总收率本身,说明物料不是在那一步丢的。
为什么超过一百的收率是测量问题
与回收率不同,收率有一个硬的物理上限。理论最大值假定完全转化并且定量分离,所以分离出比它更多的东西不是好结果,而是矛盾,而矛盾只能在测量里解决,不能用解释搪塞过去。常见原因是产物带着水或残留溶剂就称了、称的质量里还带着母液或对离子、样品没有纯化因而质量里包含未反应的原料,或者分母用错了限制试剂因而偏小。
检验一个可疑收率的办法,是把分离出的质量按纯度校正之后再问一遍。如果手里有纯度数值, 纯度校正计算器 会给出真正属于该化合物的质量;校正后的质量若把收率拉回一百以下,就证实问题出在污染而不是化学。若校正后的收率仍然超过一百,那么矛头就指向分母,而分母是记在笔记本上、随时可以重新检查的一次计算,而不是一次必须重做的测量。
一个收率是对某一个分离批次的陈述
一个分离收率是对某一批、在某一天、在纯化流程的某个特定位置停下来的陈述。换一个终点,质量就变。按湿的而不是干的方式称,它也变。因此两个人为同一条序列、同一个步骤报出的收率,可以确实是在报不同的量,而谁都没有错;这些数字要变得可比,唯一的办法是写明终点、干燥条件,以及质量是否按纯度做过校正。这些在那个百分比里哪儿都没有出现。
规模属于同一张没有写出来的条件清单。同一条序列换个批量运行,就是另一个过程,这就是为什么在一个规模上报出的收率并不是对另一个规模的承诺,也就是为什么用 批量放大计算器 改尺寸时给你的是用量而不是结果。规模翻倍的一批会以不同的方式升温、以不同的方式混合,并且要花更长时间才达到原来那批达到的状态,而收率通常最先显出这种差别。同样规模的第二次运行,在这个最要紧的意义上也是另一个过程,因为某一个具体批次的收率是对那一批的陈述,而不是反应的固有属性。
本页不为任何特定产品或序列引用所谓的典型收率,这一省略是有意的。分离收率取决于序列长度、聚集、规模、偶联化学以及纯化被推得多紧,不存在一个能诚实地推广到你手上这一批的单一数值。可以知道的是本页上的算术,以及你能够用自己记录为之辩护的那个分母。最后还有一个陷阱值得点名:把这一次的量除以上一次的分离质量,根本不是收率,而是两个测量之间的比值,它衡量的是可重复性而不是化学。
本计算器的工作原理
理论产率由反应的化学计量关系和限制试剂算出。用实际分离出的量除以它,再乘以一百。
收率不可能在测量没有问题的情况下超过 100%,因为你不可能分离出比做出来的更多的东西。超过一百的收率几乎总是意味着产物是湿的、不纯的,或者称错了。
公式
-
yield % = (actual / theoretical) x 100
实际量除以理论量。
-
theoretical yield = limiting reagent x stoichiometry
分母是一次计算,而不是一次测量。
完整算例
从理论上的 10 中分离出 8
仅为算例。所选数字是为了便于核对运算过程,并不代表剂量、方案或任何建议。
已知
- 理论产率
- 10
- 实际分离量
- 8
- 用实际量除以理论量
- 代入
- 8 / 10
- 结果
- 0.8
- 乘以一百
- 代入
- 0.8 x 100
- 结果
- 80%
这说明了什么
80% 的收率。跑在 80% 的多肽合成算是做得不错,而一个大的合成多肽在 30% 也不稀奇。这个数字只有和序列长度、步数放在一起才有意义,而这两样本计算器都不知道。
理解各项输入
- 实际产量
- 实际分离出并称量的产物量。
- 注意: 湿的或不纯的产物会给出一个虚高的收率。纯度校正计算器之所以存在,正是因为这件事。
- 理论产量
- 理论产率,由限制试剂和化学计量关系算得。
- 注意: 这里必须是算出来的。填一个测量得到的比较值,会让这个百分比变成两个测量之间的比值。
理解各项输出
- 百分比
- 以理论量的百分比表示的分离收率。
单位说明
- Yield
- 理论上可能的产物中真正被分离出来的那一部分。
- Recovery
- 某个期望量中经一个工艺步骤存活下来的部分。在多步合成中,它和收率是不同的量。
常见错误
- 混淆收率与回收率,并在多步过程中对两者使用同一个数字。
- 为没有纯化的产物报收率,这会按杂质的比例把它抬高。
- 把超过一百的收率当成额外收获,而不是测量错误。
重要局限
- 它分不清转化不良和纯化过程中的损失,而这两种情况都会压低分离收率。
- 多肽合成的收率强烈依赖序列和聚集,而这两者都没有被建模。
常见问题
What does the yield percent calculator compute?
It computes actual, recovered, yield as a percentage of theoretical, expected, yield: percent = actual / theoretical x 100.
How do I use the yield percent calculator?
Enter your actual yield and your theoretical yield. The calculator returns the yield percentage.
How is the yield percent calculator different from recovery percent?
Both use the same underlying division; yield is the conventional term when describing how much product a reaction or synthesis actually produced relative to the maximum theoretically possible, while recovery is the conventional term for a physical transfer or purification step.
What happens with a theoretical yield of zero on the yield percent calculator?
It is rejected as invalid, since it is the denominator in the percentage and cannot be zero.
Can my yield percentage exceed 100 percent?
Yes numerically, though in practice a yield above 100 percent for a real synthesis usually signals a measurement, weighing, or purity error rather than a genuine excess of product.
What units does the yield percent calculator use?
Unit agnostic, provided actual and theoretical yield are entered in the same unit, for example both in mg, or both in mmol.
Is a negative actual yield accepted on the yield percent calculator?
No, actual yield must be zero or positive; a negative value is rejected as invalid.
Is the yield percent calculator free?
Yes. The yield percent calculator runs entirely in your browser.