Ключова разлика – Икономия на атоми спрямо процентен добив
Атомната икономия и процентният добив се използват за определяне на ефективността на химическия синтез. Определянето на атомната икономика е много важно, защото дава подробности за това колко по-екологичен е процесът. Той също така показва загубата на атоми по време на процеса. Процентният добив е количеството продукт, получено от химическа реакция по отношение на очакваното изчислено количество (теоретичното количество). Ключовата разлика между атомната икономия и процентния добив е, че атомната икономия се изчислява чрез разделяне на моларната маса на желания продукт на моларната маса на всички реагенти, докато процентният добив се изчислява чрез отделяне на действителния добив на продукта от теоретичния добив на продуктът.
Какво е Atom Economy?
Атомна икономия или атомна ефективност е определянето на ефективността на химическия синтез по отношение на атомите, използвани по време на реакцията на синтез. Ако икономията на атоми е 100%, това означава, че всички атоми, които са участвали в процеса, са били използвани по време на процеса. Това означава, че всички атоми в реагентите са превърнати в атоми на продукта. Ако атомната икономия на даден процес е висока, той се нарича зелен процес.
Уравнение за изчисляване на икономия на атоми
Определянето на атомната икономика може да се направи чрез следното уравнение.
Икономия на атоми=(моларна маса на желания продукт/моларна маса на всички реагенти) x 100%
Фигура 1: Вариация на атомната икономика въз основа на различни параметри
В идеалния процес всички атоми в реагентите се изразходват от процеса и се превръщат в реагенти. Следователно нито един атом не се губи. Но в действителните процеси икономията на атоми е по-ниска от 100%. Това се дължи на производството на странични продукти, вместо да дава само желания продукт. Това е основна грижа, когато става дума за процес, който консумира скъпи суровини.
Пример
Производство на малеинов анхидрид от бензен. Това е реакция на окисление; реагентите, участващи в процеса, са бензен и молекулярен кислород.
Бензен + 4,5кислород → малеинов анхидрид + 2въглероден диоксид + 2вода
Моларна маса на желания продукт=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Моларна маса на всички реагенти; бензен=(12×6) + (1×6)
=78 g/mol
Молекулярен кислород=4,5(16×2)
=144 g/mol
Общата маса на реагентите=78 + 144
=222 g/mol
Atom икономия=(98/222) x 100%
=44,14%
Какво е процент на доходност?
Процентният добив (наричан още процентен добив) е действителният добив, получен от реакция на химичен синтез, по отношение на теоретичния добив. Стойността е дадена като процент. Действителният добив е това, което получаваме от експеримента, докато теоретичният добив е стойността, изчислена от уравнението на химическата реакция, като се има предвид стехиометрията.
Когато се изчислява теоретичният добив, трябва да се вземе предвид ограничаващият реагент. Ограничаващ реагент или ограничаващ реагент е реагентът, който определя колко от продукта е произведен. Ограничаващият реагент се изразходва по време на реакцията, където други реагенти остават дори след завършване на реакцията, тъй като те са излишни реагенти.
Как да намерите ограничаващия реагент?
Пример: Нека разгледаме реакцията между Al (14 g) и газ Cl2 (4,25 g). Крайният продукт е AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Присъстват три мола Al=14 /26,98=0,52 mol
Молите на Cl2 налични=4,25 / 70,90=0,06 mol
Стехиометрично съотношение между Al и Cl2=2:3
Следователно, 2 мола Al реагират с 3 мола Cl2. Тогава количеството Cl2, необходимо за реакция с 0,52 mol Al е=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Но има само 0,06 mol. Следователно Cl2 е ограничаващият реагент тук. След това теоретичният добив се изчислява, като се използва количеството Al, присъстващо в реакционната смес.
Теоретичен добив=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g
Ако действителният добив, получен от експеримента, е даден като 4,33g, тогава процентният добив може да се изчисли, както следва.
Процентна доходност=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%
Какви са приликите между атомната икономика и процентния добив?
- Икономията на атоми, и процентният добив са проценти.
- Икономията на атоми, и процентният добив са много полезни за определяне на ефективността на химичен процес.
Каква е разликата между атомна икономика и процентен добив?
Икономия на атом срещу процентен добив |
|
| Икономията на атоми е определянето на ефективността на химическия синтез по отношение на атомите, използвани по време на реакцията на синтез. | Процентният добив е действителният добив, получен от реакция на химичен синтез, по отношение на теоретичния добив. |
| Цел | |
| Икономията на атоми се изчислява, за да се оцени ефективността на даден процес и да се определи загубата на атоми. | Процентният добив се изчислява, за да се определи количеството продукт, дадено на практика в сравнение с теоретичните очаквания. |
| Изчисление | |
| Икономията на атоми се изчислява чрез разделяне на моларната маса на желания продукт на моларната маса на всички реагенти | Процентният добив се изчислява чрез разделяне на действителния добив на продукта от теоретичния добив на продукта. |
Обобщение – Икономия на атоми спрямо процентен добив
Атомната икономия и процентният добив са процентни стойности, които се изчисляват по отношение на химични реакции. Ключовата разлика между атомната икономия и процентния добив е, че атомната икономия се изчислява чрез разделяне на моларната маса на желания продукт на моларната маса на всички реагенти, докато процентният добив се изчислява чрез отделяне на действителния добив на продукта от теоретичния добив на продуктът.
