Różnica między gospodarką atomową a wydajnością procentową

Kluczowa różnica - gospodarka atomowa vs procent wydajności
 

Oszczędność atomów i wydajność procentowa są wykorzystywane do określania wydajności syntezy chemicznej. Określenie ekonomii atomów jest bardzo ważne, ponieważ daje szczegółowe informacje na temat bardziej ekologicznego procesu. Wskazuje również na marnowanie atomów podczas procesu. Procentowa wydajność to ilość produktu podana w reakcji chemicznej w stosunku do oczekiwanej obliczonej ilości (ilość teoretyczna). Kluczowa różnica między ekonomią atomów a wydajnością procentową jest taka gospodarkę atomową oblicza się, dzieląc masę molową pożądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów, podczas gdy wydajność procentową oblicza się, nurkując rzeczywistą wydajność produktu od wydajności teoretycznej produktu.   

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest Atom Economy 
3. Co to jest procent wydajności
4. Podobieństwa między gospodarką atomową a wydajnością procentową
5. Porównanie obok siebie - gospodarka atomowa w porównaniu do wydajności procentowej w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest Atom Economy?

Gospodarka atomowa lub wydajność atomowa oznacza określenie wydajności syntezy chemicznej w odniesieniu do atomów używanych podczas reakcji syntezy. Jeśli gospodarka atomowa wynosi 100%, oznacza to, że wszystkie atomy zaangażowane w proces zostały wykorzystane podczas procesu. Oznacza to, że wszystkie atomy w reagentach zostały przekształcone w atomy produktu. Jeśli ekonomia atomowa procesu jest wysoka, nazywa się to zielony proces.

Równanie do obliczania oszczędności energii atomowej

Określenie ekonomii atomów można wykonać za pomocą następującego równania.

Gospodarka atomowa = (masa molowa pożądanego produktu / masa molowa wszystkich reagentów) x 100%

Ryc. 1: Wariacja ekonomiki atomowej w oparciu o różne parametry

W idealnym procesie wszystkie atomy w reagentach są wykorzystywane przez proces i przekształcane w reagenty. Dlatego nie marnuje się żadnego atomu. Ale w rzeczywistych procesach gospodarka atomowa jest niższa niż 100%. Wynika to z produkcji produktów ubocznych zamiast dawania tylko pożądanego produktu. Jest to poważny problem, jeśli chodzi o proces zużywania drogich surowców.

Przykład

Produkcja bezwodnika maleinowego z benzenu. To jest reakcja utleniania; reagentami biorącymi udział w procesie są benzen i tlen cząsteczkowy.

Benzen + 4.5 tlen → bezwodnik maleinowy + 2 dwutlenek węgla + 2 wody

Masa molowa pożądanego produktu = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)

                                                     = 98 g / mol

Masa molowa wszystkich reagentów; benzen = (12 × 6) + (1 × 6)

                                                            = 78 g / mol

Tlen cząsteczkowy = 4,5 (16 × 2)

 = 144 g / mol

Całkowita masa reagentów = 78 + 144

= 222 g / mol

Gospodarka atomowa = (98/222) x 100%

= 44,14%

Co to jest procent wydajności?

Procentowa wydajność (zwana także procent wydajności) to rzeczywista wydajność uzyskana w wyniku reakcji syntezy chemicznej w odniesieniu do wydajności teoretycznej. Wartość podana jest w procentach. Rzeczywista wydajność jest tym, co otrzymujemy z eksperymentu, podczas gdy wydajność teoretyczna jest wartością obliczoną z równania reakcji chemicznej, biorąc pod uwagę stechiometrię.

Przy obliczaniu wydajności teoretycznej należy wziąć pod uwagę odczynnik ograniczający. Odczynnik ograniczający lub reagent ograniczający to reagent, który określa, ile produktu zostało wytworzone. Reagent ograniczający jest zużywany podczas reakcji, gdzie inne reagenty pozostają nawet po zakończeniu reakcji, ponieważ są nadmiarem odczynników.

Jak znaleźć ograniczający odczynnik?

Przykład: Rozważmy reakcję między Al (14 g) i Cl₂₎ (4,25 g) gaz. Produktem końcowym jest AlCl₃₎.

2Al + 3Cl₂₎     → 2AlCl₃₎

Ilość moli Al = 14 / 26,98 = 0,52 mola

Mole Cl₂₎ obecny = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol

Stosunek stechiometryczny między Al i Cl₂₎ = 2: 3

Dlatego 2 mole Al reagują z 3 molami Cl₂₎. Następnie ilość Cl₂₎ wymagana do przereagowania z 0,52 mol Al wynosi = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol

Ale obecny jest tylko 0,06 mol. Dlatego Cl₂₎ jest tutaj odczynnikiem ograniczającym. Następnie oblicza się wydajność teoretyczną, stosując ilość Al obecną w mieszaninie reakcyjnej.

Wydajność teoretyczna = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g

Jeśli rzeczywistą wydajność uzyskaną z eksperymentu podano jako 4,33 g, wówczas wydajność procentową można obliczyć w następujący sposób.

Procentowa wydajność = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%

Jakie są podobieństwa między gospodarką atomową a wydajnością procentową?

• Zarówno ekonomia atomowa, jak i wydajność procentowa są procentami.
• Zarówno ekonomia atomowa, jak i wydajność procentowa są bardzo przydatne do określenia wydajności procesu chemicznego.

Jaka jest różnica między gospodarką atomową a wydajnością procentową?

Atom Economy vs Procentowa wydajność
Ekonomia atomowa to określenie wydajności syntezy chemicznej w odniesieniu do atomów używanych podczas reakcji syntezy.	Wydajność procentowa to rzeczywista wydajność uzyskana z reakcji syntezy chemicznej w odniesieniu do wydajności teoretycznej.
Cel, powód
Oszczędność atomów oblicza się w celu oszacowania wydajności procesu i określenia strat atomów.	Procentową wydajność oblicza się, aby określić ilość produktu podaną praktycznie w porównaniu do teoretycznych oczekiwań.
Obliczenie
Oszczędność atomów oblicza się, dzieląc masę molową pożądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów	Procentową wydajność oblicza się, nurkując rzeczywistą wydajność produktu z teoretycznej wydajności produktu.

Podsumowanie - Atom Economy vs. Procentowa wydajność

Oszczędność atomów i wydajność procentowa to wartości procentowe obliczane w odniesieniu do reakcji chemicznych. Kluczowa różnica między ekonomią atomów a wydajnością procentową polega na tym, że ekonomia atomu jest obliczana poprzez podzielenie masy molowej pożądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów, podczas gdy procentowa wydajność jest obliczana przez zejście rzeczywistej wydajności produktu z teoretycznej wydajności produkt.

Odniesienie:

1. „Ograniczające odczynniki i procent wydajności”. Khan Academy, dostępna tutaj.
2. „Gospodarka atomowa”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 lutego 2018 r., Dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Atom economy V3 pl” Autor: Astrid 91 - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia