محاسبه بازده درصدی با ۱۲۰ دانه ذرت

تا پایان، تفاوتِ فرضیه با واقعیت و محاسبه بازده درصدی را می‌آموزید. خوش آمدید به PodThis و با من یاد بگیر، علی و سارا.

راستش سارا، وقتی به آن بسته‌های بزرگ توی مغازه نگاه می‌کردم، حس کردم بیشتر داریم پول هوا را می‌دهیم. می‌دانی آن حجم زیاد بسته اصلاً برای چیست؟

این یک بخش ماجراست. اما دلیل اصلی‌اش گاز نیتروژن است. کارخانه‌ها داخل بسته‌ها را با نیتروژن پر می‌کنند تا مواد اکسید نشوند و تازه بمانند. ولی وقتی درش را باز می‌کنی، می‌بینی فقط مقدار کمی محصول ته بسته نشسته است. خواستم امروز خودمان نقش تولیدکننده را بازی کنیم.

این همان تصور اشتباهی است که خیلی‌ها دارند. شیمی اصلاً محدود به آن چهاردیواری آزمایشگاه نیست. در واقع آشپزخانه اولین و بزرگترین آزمایشگاهی است که هر کسی توی خانه‌اش دارد. هر بار که چیزی را می‌پزی یا تغییری در آن می‌دهی، داری یک واکنش شیمیایی را مدیریت می‌کنی.

درست است. حالا بیا فرض کنیم شرایط کاملاً عالی باشد. اگر من صد و بیست دانه ذرت خشک داشته باشم و همه چیز مهیا باشد، روی کاغذ انتظار داریم چند دانه پفیلا داشته باشیم؟

آفرین. توی شیمی به این عددی که روی کاغذ و با حساب و کتاب ریاضی به دست می‌آید، می‌گوییم مقدار نظری. این بیشترین مقداری است که می‌توانیم به آن برسیم. البته به شرطی که همه چیز توی دنیا بی‌نقص پیش برود.

تشبیه خیلی خوبی بود. مقدار نظری همان عدد ده روی جعبه است. اما یادت باشد که این تشبیه یک جایی متوقف می‌شود. چون توی آشپزی ممکن است سلیقه آدم‌ها در اندازه برش کیک فرق کند. ولی توی شیمی، ذرات بر اساس قوانین ثابت و نسبت‌های مشخص با هم واکنش می‌دهند. حالا سارا، اگر من دویست گرم ذرت داشته باشم و بدانم هر گرم ذرت دو تا پفیلا می‌دهد، مقدار نظری من چقدر می‌شود؟

کاملاً درست است. حالا این صد و بیست دانه ذرت را می‌ریزیم توی قابلمه. به نظرت وقتی در قابلمه را برداریم، واقعاً صد و بیست پفیلای ترد و سفید منتظرمان است؟

همین‌طور است. حالا وقتش شده شعله را روشن کنیم. ببینیم دنیای واقعی چقدر با محاسبات روی کاغذ ما فرق دارد. PodThis.

حالا که صد و بیست تا دانه ذرت را ریختیم داخل قابلمه و گذاشتیم روی شعله، فکر می‌کنی وقتی درش را برداریم با چه چیزی روبرو می‌شویم؟

بیا امتحان کنیم. این هم از صدای تق‌تق دانه‌ها. حالا که صدا قطع شد در قابلمه را برمی‌دارم. ببین، من دانه‌ها را شمردم. فقط هشتاد و سه تای آن‌ها باز شده‌اند.

این تصور که هر تفاوتی نشانه اشتباه در محاسبات یا خطای فردی است، یک باور نادرست در شیمی است. در دنیای واقعی، واکنش‌ها هیچ‌وقت صد در صد کامل انجام نمی‌شوند. آن مقدار صد و بیست تایی که روی کاغذ حساب کردیم، مقدار نظری است. یعنی حداکثر چیزی که در رویا و شرایط بی‌نقص ممکن است به دست بیاید.

بله. به این مقداری که در عمل به دست می‌آید می‌گوییم مقدار واقعی. در واکنش‌های شیمیایی هم به دلایل مختلف، مقدار واقعی همیشه کمتر است. مثلاً گاهی واکنش کامل نمی‌شود. یا واکنش‌های جانبی رخ می‌دهند که محصول ناخواسته‌ای تولید می‌کنند. برای اینکه بفهمیم چقدر موفق بودیم، از بازده درصدی استفاده می‌کنیم. یعنی مقدار واقعی را بر مقدار نظری تقسیم کرده و در صد ضرب می‌کنیم.

درست است. این عدد به ما می‌گوید که شصت و نه درصد از پیش‌بینی ما به حقیقت پیوسته است. مثل مسابقه دوی استقامتی که دونده به خاطر وزش باد مخالف، کمی دیرتر از زمان پیش‌بینی شده به خط پایان می‌رسد. البته این افت بازده در شیمی دلایل دیگری هم دارد. مثلاً ممکن است مقداری از ماده به دیواره ظرف بچسبد یا بخشی از آن ناخواسته تبخیر شود. حالا یک سؤال از تو دارم. اگر بخواهیم بازده یک واکنش را که محصولش گاز است حساب کنیم، به نظرت می‌توانیم به جای وزن، از حجم یا همان لیتر استفاده کنیم؟

چه شرطی؟

آفرین. فرقی نمی‌کند از گرم، مول یا لیتر استفاده کنی. مهم این است که واحد صورت و مخرج کسر یکی باشد. همچنین شرایط اندازه‌گیری نباید تغییر کند.

کاملاً درست است. PodThis.

من قبلاً فکر می‌کردم توی شیمی هرچی روی کاغذ بنویسیم، دقیقاً همان هم اتفاق می‌افتد. اما حالا فهمیدم آن صد و بیست دانه ذرت فقط یک عدد روی کاغذ بود. هشتاد و سه تا پفیلا که واقعاً درست شد، حقیقت ماجرا را نشان می‌دهد. بازده درصدی به ما می‌گوید چقدر از نقشه‌مان به ثمر نشسته است. در واقع رسیدن به بازدهی کامل، تقریباً غیرممکن است.