Razlika između atomske ekonomije i postotnog prinosa

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 13:40

Ključna razlika – Atomska ekonomija u odnosu na postotak prinosa

Ekonomija atoma i postotak prinosa koriste se za određivanje učinkovitosti kemijske sinteze. Određivanje atomske ekonomije vrlo je važno jer daje detalje o tome koliko je proces ekološki prihvatljiviji. Također ukazuje na rasipanje atoma tijekom procesa. Postotak iskorištenja je količina produkta dobivena kemijskom reakcijom u odnosu na očekivanu izračunatu količinu (teoretsku količinu). Ključna razlika između ekonomičnosti atoma i postotnog prinosa je u tome što se ekonomičnost atoma izračunava dijeljenjem molarne mase željenog proizvoda s molarnom masom svih reaktanata, dok se postotak prinosa izračunava odvajanjem stvarnog prinosa proizvoda od teorijskog prinosa proizvod.

Što je Atom Economy?

Ekonomija atoma ili učinkovitost atoma određivanje je učinkovitosti kemijske sinteze s obzirom na atome korištene tijekom reakcije sinteze. Ako je ekonomija atoma 100%, to znači da su svi atomi koji su bili uključeni u proces iskorišteni tijekom procesa. To znači da su svi atomi u reaktantima pretvoreni u atome proizvoda. Ako je atomska ekonomija procesa visoka, naziva se zeleni proces.

Jednadžba za izračun atomske ekonomije

Određivanje atomske ekonomije može se izvršiti pomoću sljedeće jednadžbe.

Ekonomija atoma=(molarna masa željenog proizvoda/molarna masa svih reaktanata) x 100%

Slika 1: Varijacija atomske ekonomije na temelju različitih parametara

U idealnom procesu, svi atomi u reaktantima se iskoriste u procesu i pretvaraju se u reaktante. Dakle, niti jedan atom nije izgubljen. Ali u stvarnim procesima, atomska ekonomija je niža od 100%. To je zbog proizvodnje nusproizvoda umjesto davanja samo željenog proizvoda. Ovo je velika briga kada se radi o procesu koji troši skupe sirovine.

Primjer

Proizvodnja maleinskog anhidrida iz benzena. Ovo je reakcija oksidacije; reaktanti uključeni u proces su benzen i molekularni kisik.

Benzen + 4,5 kisika → anhidrid maleinske kiseline + 2 ugljikova dioksida + 2 vode

Molarna masa željenog proizvoda=(12×4) + (16×3) + (1×2)

=98 g/mol

Molarna masa svih reaktanata; benzen=(12×6) + (1×6)

=78 g/mol

Molekularni kisik=4,5(16×2)

=144 g/mol

Ukupna masa reaktanata=78 + 144

=222 g/mol

Ekonomija atoma=(98/222) x 100%

=44,14%

Što je postotak prinosa?

Postotak prinosa (koji se naziva i postotak prinosa) stvarni je prinos dobiven iz reakcije kemijske sinteze, s obzirom na teoretski prinos. Vrijednost je dana kao postotak. Stvarni prinos je ono što dobijemo eksperimentom, dok je teorijski prinos vrijednost izračunata iz jednadžbe kemijske reakcije, uzimajući u obzir stehiometriju.

Prilikom izračunavanja teorijskog prinosa treba uzeti u obzir ograničavajući reagens. Ograničavajući reagens ili ograničavajući reaktant je reaktant koji određuje koliko je proizvoda proizvedeno. Ograničavajući reaktant se troši tijekom reakcije gdje ostali reaktanti ostaju čak i nakon završetka reakcije jer su višak reagensa.

Kako pronaći ograničavajući reagens?

Primjer: Razmotrimo reakciju između Al (14 g) i plina Cl₂ (4,25 g). Konačni proizvod je AlCl_3.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Prisutno tri mola Al=14 /26,98=0,52 mol

Prisutni molovi Cl_{2=4,25 / 70,90=0,06 mol}

Stehiometrijski omjer između Al i Cl_2=2:3

Dakle, 2 mola Al reagiraju s 3 mola Cl₂. Tada je količina Cl_{2 potrebna za reakciju s 0,52 mol Al=(3/2) x 0,52=0,78 mol}

Ali, prisutno je samo 0,06 mol. Stoga je Cl_{2 ovdje ograničavajući reagens. Zatim se teoretski prinos izračunava pomoću količine Al prisutnog u reakcijskoj smjesi.}

Teorijski prinos=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g

Ako je stvarni prinos dobiven eksperimentom dan kao 4,33g, tada se postotak prinosa može izračunati na sljedeći način.

Postotak prinosa=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%

Koje su sličnosti između atomske ekonomije i postotnog prinosa?

• I ekonomija atoma i postotak prinosa su postoci.
• I ekonomičnost atoma i postotak prinosa vrlo su korisni za određivanje učinkovitosti kemijskog procesa.

Koja je razlika između atomske ekonomije i postotnog prinosa?

Ekonomija atoma u odnosu na postotak prinosa
Ekonomija atoma je određivanje učinkovitosti kemijske sinteze s obzirom na atome korištene tijekom reakcije sinteze.	Postotak prinosa je stvarni prinos dobiven iz reakcije kemijske sinteze, u odnosu na teorijski prinos.
Svrha
Ekonomija atoma izračunava se za procjenu učinkovitosti procesa i određivanje rasipanja atoma.	Postotak iskorištenja izračunava se kako bi se odredila količina proizvoda koja se daje praktično u usporedbi s teorijskim očekivanjima.
Izračun
Ekonomija atoma izračunava se dijeljenjem molarne mase željenog proizvoda s molarnom masom svih reaktanata	Postotak prinosa izračunava se odvajanjem stvarnog prinosa proizvoda od teorijskog prinosa proizvoda.

Sažetak – Atomska ekonomija u odnosu na postotak prinosa

Ekonomija atoma i postotak prinosa postotne su vrijednosti koje se izračunavaju s obzirom na kemijske reakcije. Ključna razlika između ekonomičnosti atoma i postotnog prinosa je u tome što se ekonomičnost atoma izračunava dijeljenjem molarne mase željenog proizvoda s molarnom masom svih reaktanata, dok se postotak prinosa izračunava odvajanjem stvarnog prinosa proizvoda od teorijskog prinosa proizvod.