Klíčový rozdíl - Atomová ekonomika vs. procentní výnos
K určení účinnosti chemické syntézy se používá atomová ekonomika a procentní výtěžek. Stanovení atomové ekonomiky je velmi důležité, protože poskytuje podrobnosti o tom, jak je proces zelenější. Rovněž označuje plýtvání atomy během procesu. Procentní výtěžek je množství produktu dané chemickou reakcí s ohledem na očekávané vypočítané množství (teoretické množství). Klíčový rozdíl mezi ekonomikou atomu a procentním výtěžkem spočívá v tom, že atomová ekonomika se vypočítá vydělením molární hmotnosti požadovaného produktu molární hmotností všech reaktantů, zatímco procentní výtěžek se vypočítá potápěním skutečného výtěžku produktu z teoretického výtěžku produkt.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to atomová ekonomika
3. Co je to procentní výnos
4. Podobnosti mezi atomovou ekonomikou a procentuálním výnosem
5. Porovnání vedle sebe - atomová ekonomika vs. procentní výnos ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je to atomová ekonomika?
Ekonomika atomu nebo účinnost atomů je stanovení účinnosti chemické syntézy s ohledem na atomy použité během syntézy. Pokud je atomová ekonomika 100%, znamená to, že všechny atomy, které se podílely na procesu, byly během procesu použity. To znamená, že všechny atomy v reaktantech byly převedeny na atomy produktu. Pokud je atomová ekonomika procesu vysoká, nazývá se to zelený proces.
Rovnice pro výpočet atomové ekonomiky
Stanovení atomové ekonomiky lze provést pomocí následující rovnice.
Ekonomika atomu = (molární hmotnost požadovaného produktu / molární hmotnost všech reaktantů) x 100%
Obrázek 1: Variace atomové ekonomiky na základě různých parametrů
V ideálním procesu jsou všechny atomy v reaktantech procesem spotřebovány a převedeny na reaktanty. Žádný atom tedy není zbytečný. Ve skutečných procesech je ale atomová ekonomika nižší než 100%. To je způsobeno produkcí vedlejších produktů namísto poskytnutí pouze požadovaného produktu. To je hlavní problém, pokud jde o proces, který spotřebovává vysoce nákladné suroviny.
Příklad
Výroba anhydridu kyseliny maleinové z benzenu. Toto je oxidační reakce; reaktanty zapojené do procesu jsou benzen a molekulární kyslík.
Benzen + 4,5 kyslík → anhydrid kyseliny maleinové + 2 oxid uhličitý + 2 voda
Molární hmotnost požadovaného produktu = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)
= 98 g / mol
Molární hmotnost všech reaktantů; benzen = (12 × 6) + (1 × 6)
= 78 g / mol
Molekulární kyslík = 4,5 (16 × 2)
= 144 g / mol
Celková hmotnost reaktantů = 78 + 144
= 222 g / mol
Atomová ekonomika = (98/222) x 100%
= 44,14%
Co je to procentní výnos?
Procentní výtěžek (nazývaný také procentní výtěžek) je skutečný výtěžek získaný reakcí chemické syntézy s ohledem na teoretický výtěžek. Hodnota je uvedena v procentech. Skutečný výtěžek je to, co získáme z experimentu, zatímco teoretický výtěžek je hodnota vypočtená z rovnice chemické reakce s ohledem na stechiometrii.
Při výpočtu teoretického výtěžku je třeba vzít v úvahu omezující činidlo. Omezující činidlo nebo omezující reaktant je reaktant, který určuje, kolik produktu bylo vyrobeno. Omezující reaktant se spotřebovává během reakce, kde ostatní reaktanty zůstávají i po dokončení reakce, protože jsou přebytečnými reagenty.
Jak najít omezující činidlo?
Příklad: Uvažujme reakci mezi AI (14 g) a Cl 2 (4,25 g) plynu. Konečný produkt je AlCl 3.
2AL + 3CI 2 → 2AlCl 3
Thee mol of Al present = 14 / 26,98 = 0,52 mol
Moly Cl 2 tohoto = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol
Stechiometrický poměr mezi Al a Cl 2 = 2: 3
Z tohoto důvodu, 2 mol AI reagovat s 3 moly Cl 2. Pak se množství Cl 2 musí reagovat s 0,52 mol AI = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol
Je však přítomno pouze 0,06 mol. Z tohoto důvodu, Cl 2 je limitující činidlo zde. Poté se vypočítá teoretický výtěžek s použitím množství Al přítomného v reakční směsi.
Teoretický výtěžek = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g
Pokud je skutečný výtěžek získaný z experimentu uveden jako 4,33 g, lze procentuální výtěžek vypočítat následujícím způsobem.
Procentní výnos = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%
Jaké jsou podobnosti mezi atomovou ekonomikou a procentním výnosem?
- Atomová ekonomika i procentní výtěžek jsou procenta.
- Ekonomika atomů i procentní výtěžek jsou velmi užitečné pro stanovení účinnosti chemického procesu.
Jaký je rozdíl mezi atomovou ekonomikou a procentním výnosem?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Atomová ekonomika vs procentní výnos |
|
| Atomová ekonomika je stanovení účinnosti chemické syntézy s ohledem na atomy použité během syntézy. | Procentní výtěžek je skutečný výtěžek získaný reakcí chemické syntézy s ohledem na teoretický výtěžek. |
| Účel | |
| Atomová ekonomika se počítá k odhadu účinnosti procesu a ke stanovení plýtvání atomy. | Procentní výtěžek se počítá k určení množství produktu podaného prakticky ve srovnání s teoretickými očekáváními. |
| Výpočet | |
| Ekonomika atomu se vypočítá vydělením molární hmotnosti požadovaného produktu molární hmotností všech reaktantů | Procentní výtěžek se vypočítá tak, že se skutečný výtěžek produktu získá z teoretického výtěžku produktu. |
Shrnutí - Atomová ekonomika vs. procentní výnos
Atomová ekonomika a procentní výtěžek jsou procentní hodnoty, které se počítají s ohledem na chemické reakce. Klíčový rozdíl mezi ekonomikou atomu a procentním výtěžkem spočívá v tom, že atomová ekonomika se vypočítá vydělením molární hmotnosti požadovaného produktu molární hmotností všech reaktantů, zatímco procentní výtěžek se vypočítá potápěním skutečného výtěžku produktu z teoretického výtěžku produkt.
