Kľúčový rozdiel - atómová ekonomika vs. percentuálny výnos
Na určenie účinnosti chemickej syntézy sa používa atómová ekonomika a percentuálny výťažok. Stanovenie atómovej ekonomiky je veľmi dôležité, pretože poskytuje podrobnosti o tom, aký je proces ekologickejší. Tiež to naznačuje stratu atómov počas procesu. Percentuálny výťažok je množstvo produktu dané chemickou reakciou vzhľadom na očakávané vypočítané množstvo (teoretické množstvo). Kľúčový rozdiel medzi atómovou ekonomikou a percentuálnym výťažkom je, že atómová ekonomika sa počíta vydelením molárnej hmotnosti požadovaného produktu molárnou hmotnosťou všetkých reaktantov, zatiaľ čo percentuálny výťažok sa počíta odvodením skutočného výťažku produktu z teoretického výťažku produkt.
OBSAH
1. Prehľad a hlavný rozdiel
2. Čo je to atómová ekonomika
3. Čo je to percentuálny výnos
4. Podobnosti medzi atómovou ekonomikou a percentuálnym výnosom
5. Porovnanie vedľa seba - atómová ekonomika vs. percentuálny výnos v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je to atómová ekonomika?
Atómová ekonomika alebo atómová účinnosť je stanovenie účinnosti chemickej syntézy vzhľadom na atómy použité počas syntéznej reakcie. Ak je atómová ekonomika 100%, znamená to, že všetky atómy, ktoré boli zapojené do procesu, boli použité počas procesu. To znamená, že všetky atómy v reaktantoch boli prevedené na atómy produktu. Ak je atómová ekonomika procesu vysoká, nazýva sa to zelený proces.
Rovnica pre výpočet atómovej ekonomiky
Stanovenie atómovej ekonomiky možno vykonať pomocou nasledujúcej rovnice.
Atómová ekonomika = (molárna hmotnosť požadovaného produktu / molárna hmotnosť všetkých reaktantov) x 100%
Obrázok 1: Variácia atómovej ekonomiky na základe rôznych parametrov
V ideálnom procese sú všetky atómy v reaktantoch procesom spotrebované a prevedené na reaktanty. Žiadny atóm teda nie je zbytočný. Ale v skutočných procesoch je atómová ekonomika nižšia ako 100%. Je to spôsobené produkciou vedľajších produktov namiesto poskytovania iba požadovaného produktu. To je hlavným problémom, pokiaľ ide o proces, pri ktorom sa spotrebúvajú vysoko nákladné suroviny.
Príklad
Výroba anhydridu kyseliny maleínovej z benzénu. Toto je oxidačná reakcia; reaktantmi zapojenými do procesu sú benzén a molekulárny kyslík.
Benzén + 4,5 kyslík → anhydrid kyseliny maleínovej + 2 oxid uhličitý + 2 voda
Molárna hmotnosť požadovaného produktu = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)
= 98 g / mol
Molárna hmotnosť všetkých reaktantov; benzén = (12 × 6) + (1 × 6)
= 78 g / mol
Molekulárny kyslík = 4,5 (16 × 2)
= 144 g / mol
Celková hmotnosť reaktantov = 78 + 144
= 222 g / mol
Atómová ekonomika = (98/222) x 100%
= 44,14%
Čo je to percentuálny výnos?
Percentuálny výťažok (nazývaný tiež percentuálny výťažok) je skutočný výťažok získaný reakciou chemickej syntézy, vzhľadom na teoretický výťažok. Hodnota je uvedená v percentách. Skutočný výťažok je to, čo získame z experimentu, zatiaľ čo teoretický výťažok je hodnota vypočítaná z rovnice chemickej reakcie, berúc do úvahy stechiometriu.
Pri výpočte teoretického výťažku je potrebné vziať do úvahy limitujúce činidlo. Limitujúcim činidlom alebo obmedzujúcim reaktantom je reaktant, ktorý určuje, aké veľké množstvo produktu bolo vyrobené. Limitujúci reaktant sa spotrebuje počas reakcie, kde ďalšie reaktanty zostávajú aj po ukončení reakcie, pretože sú prebytočnými reagentmi.
Ako nájsť limitujúce činidlo?
Príklad: Uvažujme reakcii medzi AI (14 g) a Cl 2 (4,25 g) plynu. Konečný produkt je AlCl 3.
2AL + 3CI 2 → 2AlCl 3
Thee moly of Al present = 14/26,98 = 0,52 mol
Mole Cl 2 tohto = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol
Stechiometrický pomer medzi AI a Cl 2 = 2: 3
Z tohto dôvodu, 2 mol AI reagovať s 3 moľami Cl 2. Potom sa množstvo Cl 2 musí reagovať s 0,52 mol AI = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol
Je však prítomných iba 0,06 mol. Z tohto dôvodu, Cl 2 je limitujúci činidlo tu. Potom sa vypočíta teoretický výťažok z množstva Al prítomného v reakčnej zmesi.
Teoretický výťažok = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g
Ak je skutočný výťažok získaný z experimentu uvedený ako 4,33 g, potom sa dá percentuálny výťažok vypočítať nasledovne.
Percentuálny výnos = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%
Aké sú podobnosti medzi atómovou ekonomikou a percentuálnym výnosom?
- Atómová ekonomika aj percentuálny výnos sú percentá.
- Atómová ekonomika aj percentuálny výťažok sú veľmi užitočné na stanovenie účinnosti chemického procesu.
Aký je rozdiel medzi atómovou ekonomikou a percentuálnym výnosom?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Atómová ekonomika vs percentuálny výnos |
|
| Atómová ekonomika je stanovenie účinnosti chemickej syntézy vzhľadom na atómy použité pri syntéznej reakcii. | Percentuálny výťažok je skutočný výťažok získaný reakciou chemickej syntézy s ohľadom na teoretický výťažok. |
| Účel | |
| Atómová ekonomika sa počíta na odhad účinnosti procesu a na určenie plytvania atómami. | Percentuálny výnos sa počíta s cieľom určiť množstvo produktu, ktoré sa podáva prakticky v porovnaní s teoretickými očakávaniami. |
| Kalkulácia | |
| Atómová ekonomika sa počíta vydelením molárnej hmotnosti požadovaného produktu molárnou hmotnosťou všetkých reaktantov | Percentuálny výťažok sa počíta odvodením skutočného výťažku produktu z teoretického výťažku produktu. |
Zhrnutie - atómová ekonomika vs percentuálny výnos
Atómová ekonomika a percentuálny výťažok sú percentuálne hodnoty, ktoré sa počítajú vzhľadom na chemické reakcie. Kľúčový rozdiel medzi atómovou ekonomikou a percentuálnym výťažkom je, že atómová ekonomika sa počíta vydelením molárnej hmotnosti požadovaného produktu molárnou hmotnosťou všetkých reaktantov, zatiaľ čo percentuálny výťažok sa počíta odvodením skutočného výťažku produktu z teoretického výťažku produkt.
