Diferența cheie – Economia atomică vs randamentul procentual
Economia atomului și randamentul procentual sunt utilizate pentru a determina eficiența sintezei chimice. Determinarea economiei atomice este foarte importantă deoarece oferă detalii despre cât de ecologic este procesul. De asemenea, indică risipa de atomi în timpul procesului. Randamentul procentual este cantitatea de produs dată de o reacție chimică în raport cu cantitatea calculată așteptată (cantitatea teoretică). Diferența cheie între economia atomică și randamentul procentual este că economia atomică este calculată prin împărțirea masei molare a produsului dorit la masa molară a tuturor reactanților, în timp ce randamentul procentual este calculat prin scufundarea randamentului real al produsului de la randamentul teoretic al produsul.
Ce este Atom Economy?
Economia atomului sau eficiența atomului este determinarea eficienței unei sinteze chimice în raport cu atomii utilizați în timpul reacției de sinteză. Dacă economia atomică este de 100%, înseamnă că toți atomii care au fost implicați în proces au fost utilizați în timpul procesului. Aceasta înseamnă că toți atomii din reactanți au fost transformați în atomi ai produsului. Dacă economia atomică a unui proces este mare, se numește proces verde.
Ecuația pentru calculul economiei atomice
Determinarea economiei atomice se poate face prin următoarea ecuație.
Economia atomică=(masa molară a produsului dorit/masa molară a tuturor reactanților) x 100%
Figura 1: Variația economiei atomice pe baza diferiților parametri
Într-un proces ideal, toți atomii din reactanți sunt consumați de proces și sunt transformați în reactanți. Prin urmare, niciun atom nu este risipit. Dar în procesele reale, economia atomică este mai mică de 100%. Acest lucru se datorează producerii de produse secundare în loc de a oferi doar produsul dorit. Aceasta este o preocupare majoră atunci când vine vorba de procesul care consumă materii prime cu costuri ridicate.
Exemplu
Producerea de anhidridă maleică din benzen. Aceasta este o reacție de oxidare; reactanții implicați în proces sunt benzenul și oxigenul molecular.
Benzen + 4,5oxigen → anhidridă maleică + 2dioxid de carbon + 2apă
Masa molară a produsului dorit=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Masa molară a tuturor reactanților; benzen=(12×6) + (1×6)
=78 g/mol
Oxigen molecular=4,5(16×2)
=144 g/mol
Masa totală a reactanților=78 + 144
=222 g/mol
Economie atom=(98/222) x 100%
=44,14%
Ce este randamentul procentual?
Randamentul procentual (numit și randamentul procentual) este randamentul real obținut dintr-o reacție de sinteză chimică, în raport cu randamentul teoretic. Valoarea este dată ca procent. Randamentul real este ceea ce obținem din experiment, în timp ce randamentul teoretic este valoarea calculată din ecuația reacției chimice, luând în considerare stoichiometria.
La calcularea randamentului teoretic, ar trebui să se ia în considerare reactivul limitator. Reactivul limitator sau reactantul limitator este reactantul care determină cât de mult din produs a fost făcut. Reactivul limitator este consumat în timpul reacției, unde alți reactanți rămân chiar și după terminarea reacției, deoarece sunt reactivi în exces.
Cum să găsiți reactivul de limitare?
Ex: Să luăm în considerare reacția dintre Al (14 g) și Cl2 (4,25 g) gaz. Produsul final este AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Cei moli de Al prezenți=14 /26,98=0,52 mol
Molii de Cl2 prezenti=4,25 / 70,90=0,06 mol
Raport stoichiometric între Al și Cl2=2:3
De aceea, 2 moli de Al reacţionează cu 3 moli de Cl2. Atunci cantitatea de Cl2 necesară pentru a reacţiona cu 0,52 mol de Al este=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Dar, este prezent doar 0,06 mol. Prin urmare, Cl2 este reactivul limitator aici. Apoi randamentul teoretic este calculat folosind cantitatea de Al prezentă în amestecul de reacție.
Randament teoretic=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g
Dacă randamentul real obținut în urma experimentului este de 4,33 g, atunci randamentul procentual poate fi calculat după cum urmează.
Procent de randament=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%
Care sunt asemănările dintre economia atomică și randamentul procentual?
- Atât economia atomică, cât și randamentul procentual sunt procente.
- Atât economia atomică, cât și randamentul procentual sunt foarte utile pentru a determina eficiența unui proces chimic.
Care este diferența dintre economia atomică și randamentul procentual?
Economia atomului vs randamentul procentual |
|
| Economia atomică este determinarea eficienței unei sinteze chimice în raport cu atomii utilizați în timpul reacției de sinteză. | Randamentul procentual este randamentul real obținut dintr-o reacție de sinteză chimică, în raport cu randamentul teoretic. |
| Scop | |
| Economia atomică este calculată pentru a estima eficiența unui proces și pentru a determina risipa de atomi. | Procentul de randament este calculat pentru a determina cantitatea de produs oferită practic în comparație cu așteptările teoretice. |
| Calcul | |
| Economia atomică se calculează prin împărțirea masei molare a produsului dorit la masa molară a tuturor reactanților | Procentul de randament este calculat prin scufundarea randamentului real al produsului de la randamentul teoretic al produsului. |
Rezumat – Economia atomică în raport cu randamentul procentual
Economia atomului și randamentul procentual sunt valori procentuale care sunt calculate în ceea ce privește reacțiile chimice. Diferența cheie între economia atomică și randamentul procentual este că economia atomică este calculată prin împărțirea masei molare a produsului dorit la masa molară a tuturor reactanților, în timp ce randamentul procentual este calculat prin scufundarea randamentului real al produsului de la randamentul teoretic al produsul.
