Razlika med atomsko ekonomijo in odstotkom donosa

2024 Avtor: Alex Aldridge | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 13:49

Ključna razlika – atomska ekonomija v primerjavi z odstotkom donosa

Ekonomičnost atomov in odstotek izkoristka se uporabljata za določanje učinkovitosti kemijske sinteze. Določitev atomskega gospodarstva je zelo pomembna, ker daje podrobnosti o tem, kako okolju prijaznejši je proces. Prav tako kaže na izgubo atomov med procesom. Odstotek izkoristka je količina produkta, ki ga dobi kemična reakcija glede na pričakovano izračunano količino (teoretična količina). Ključna razlika med atomsko ekonomijo in odstotnim izkoristkom je, da se atomska ekonomija izračuna tako, da se molska masa želenega produkta deli z molsko maso vseh reaktantov, medtem ko se odstotni izkoristek izračuna tako, da se dejanski izkoristek produkta odšteje od teoretičnega izkoristka izdelek.

Kaj je Atom Economy?

Ekonomičnost atomov ali učinkovitost atomov je določitev učinkovitosti kemijske sinteze glede na atome, uporabljene med reakcijo sinteze. Če je ekonomičnost atomov 100 %, to pomeni, da so bili med postopkom uporabljeni vsi atomi, ki so bili vključeni v proces. To pomeni, da so bili vsi atomi v reaktantih pretvorjeni v atome produkta. Če je atomska ekonomičnost procesa visoka, se imenuje zeleni proces.

Enačba za izračun atomske ekonomičnosti

Določanje atomske ekonomičnosti se lahko opravi z naslednjo enačbo.

Atomska ekonomičnost=(molska masa želenega produkta/molska masa vseh reaktantov) x 100%

Slika 1: Variacija atomske ekonomije na podlagi različnih parametrov

V idealnem procesu se vsi atomi v reaktantih porabijo v procesu in se pretvorijo v reaktante. Zato noben atom ni izgubljen. Toda v dejanskih procesih je ekonomičnost atoma nižja od 100 %. To je posledica proizvodnje stranskih proizvodov, namesto da bi dali le želeni izdelek. To je velika skrb, ko gre za proces, ki porablja drage surovine.

Primer

Proizvodnja maleinskega anhidrida iz benzena. To je oksidacijska reakcija; reaktanta, ki sodelujeta v procesu, sta benzen in molekularni kisik.

Benzen + 4,5kisik → anhidrid maleinske kisline + 2ogljikov dioksid + 2voda

Molska masa želenega produkta=(12×4) + (16×3) + (1×2)

=98 g/mol

Molska masa vseh reaktantov; benzen=(12×6) + (1×6)

=78 g/mol

Molekularni kisik=4,5(16×2)

=144 g/mol

Skupna masa reaktantov=78 + 144

=222 g/mol

Atomsko gospodarstvo=(98/222) x 100%

=44,14%

Kaj je odstotek donosa?

Odstotni izkoristek (imenovan tudi odstotni izkoristek) je dejanski izkoristek, dobljen iz reakcije kemijske sinteze, glede na teoretični izkoristek. Vrednost je podana v odstotkih. Dejanski izkoristek je tisto, kar dobimo s poskusom, medtem ko je teoretični izkoristek vrednost, izračunana iz enačbe kemijske reakcije ob upoštevanju stehiometrije.

Pri izračunu teoretičnega izkoristka je treba upoštevati omejitveni reagent. Omejevalni reagent ali omejevalni reaktant je reaktant, ki določa, koliko izdelka je bilo izdelanega. Omejevalni reaktant se porabi med reakcijo, medtem ko drugi reaktanti ostanejo tudi po zaključku reakcije, ker so presežni reagenti.

Kako najti omejevalni reagent?

Primer: Oglejmo si reakcijo med Al (14 g) in plinom Cl₂ (4,25 g). Končni izdelek je AlCl_3.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Prisotnih 3 molov Al=14 /26,98=0,52 mol

Moli Cl_{2 prisotni=4,25 / 70,90=0,06 mol}

Stehiometrično razmerje med Al in Cl_2=2:3

Zato 2 mola Al reagirata s 3 moli Cl₂. Potem je količina Cl_{2, potrebna za reakcijo z 0,52 mol Al=(3/2) x 0,52=0,78 mol}

Vendar je prisotnega le 0,06 mol. Zato je Cl_{2 tukaj omejevalni reagent. Nato se izračuna teoretični izkoristek z uporabo količine Al v reakcijski mešanici.}

Teoretični izkoristek=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g

Če je dejanski izkoristek, dobljen s poskusom, podan kot 4,33 g, se lahko odstotni izkoristek izračuna na naslednji način.

Odstotek donosa=(4,33 / 5,33) x 100 %=81,24 %

Kakšne so podobnosti med atomsko ekonomijo in odstotnim donosom?

• Ekonomija atomov in odstotek izkoristka sta odstotka.
• Tako ekonomičnost atomov kot odstotek izkoristka sta zelo uporabna za določanje učinkovitosti kemijskega procesa.

Kakšna je razlika med atomsko ekonomijo in odstotkom donosa?

Ekonomija atomov proti odstotku donosa
Ekonomičnost atomov je določitev učinkovitosti kemijske sinteze glede na atome, uporabljene med reakcijo sinteze.	Odstotek izkoristka je dejanski izkoristek, dobljen z reakcijo kemijske sinteze, glede na teoretični izkoristek.
Namen
Ekonomija atomov se izračuna za oceno učinkovitosti procesa in za določitev izgube atomov.	Odstotek izkoristka je izračunan za določitev količine danega proizvoda v praksi v primerjavi s teoretičnimi pričakovanji.
Izračun
Ekonomičnost atomov se izračuna tako, da se molska masa želenega produkta deli z molsko maso vseh reaktantov	Odstotek izkoristka se izračuna tako, da se dejanski izkoristek produkta odšteje od teoretičnega izkoristka izdelka.

Povzetek – Atomska ekonomija v primerjavi z odstotkom donosa

Ekonomičnost atomov in odstotek izkoristka sta vrednosti v odstotkih, ki sta izračunani glede na kemične reakcije. Ključna razlika med atomsko ekonomijo in odstotnim izkoristkom je, da se atomska ekonomija izračuna tako, da se molska masa želenega produkta deli z molsko maso vseh reaktantov, medtem ko se odstotni izkoristek izračuna tako, da se dejanski izkoristek produkta odšteje od teoretičnega izkoristka izdelek.