Разница между атомной экономикой и процентной доходностью

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-17 13:49

Ключевая разница - атомная экономика и процентная доходность

Экономия атома и процентный выход используются для определения эффективности химического синтеза. Определение атомной экономики очень важно, потому что оно дает подробную информацию о том, насколько этот процесс зеленее. Это также указывает на потерю атомов во время процесса. Процентный выход представляет собой количество продукта, получаемого в результате химической реакции, по отношению к ожидаемому расчетному количеству (теоретическое количество). Ключевое различие между атомной экономией и процентным выходом заключается в том, что атомная экономия рассчитывается путем деления молярной массы желаемого продукта на молярную массу всех реагентов, тогда как процентный выход рассчитывается путем деления фактического выхода продукта на теоретический выход продукта. продукт.

Что такое атомная экономика?

Экономия атома или эффективность атома - это определение эффективности химического синтеза по отношению к атомам, используемым во время реакции синтеза. Если экономия атомов составляет 100%, это означает, что все атомы, участвовавшие в процессе, были использованы в процессе. Это означает, что все атомы реагентов превратились в атомы продукта. Если атомная экономия процесса высока, он называется зеленым процессом.

Уравнение для расчета атомной экономики

Определение атомной экономии можно выполнить с помощью следующего уравнения.

Экономия атома=(молярная масса желаемого продукта/молярная масса всех реагентов) x 100%

Рисунок 1: Изменение атомной экономики в зависимости от различных параметров

В идеальном процессе все атомы реагентов расходуются в процессе и превращаются в реагенты. Следовательно, ни один атом не тратится впустую. Но в реальных процессах экономия атома ниже 100%. Это связано с производством побочных продуктов вместо получения только желаемого продукта. Это является серьезной проблемой, когда речь идет о процессе, в котором используется дорогостоящее сырье.

Пример

Производство малеинового ангидрида из бензола. Это реакция окисления; реагентами, участвующими в процессе, являются бензол и молекулярный кислород.

Бензол + 4,5кислорода → малеиновый ангидрид + 2углекислый газ + 2вода

Молярная масса желаемого продукта=(12×4) + (16×3) + (1×2)

=98 г/моль

Молярная масса всех реагентов; бензол=(12×6) + (1×6)

=78 г/моль

Молекулярный кислород=4,5(16×2)

=144 г/моль

Общая масса реагентов=78 + 144

=222 г/моль

Экономика атома=(98/222) x 100%

=44,14%

Что такое процентная доходность?

Процентный выход (также называемый процентным выходом) - это фактический выход, полученный в результате реакции химического синтеза, по отношению к теоретическому выходу. Значение указано в процентах. Фактический выход - это то, что мы получаем из эксперимента, тогда как теоретический выход - это значение, рассчитанное из уравнения химической реакции с учетом стехиометрии.

При расчете теоретического выхода следует учитывать лимитирующий реагент. Ограничивающий реагент или ограничительный реагент - это реагент, который определяет, сколько продукта было произведено. Лимитирующий реагент расходуется во время реакции, тогда как другие реагенты остаются даже после завершения реакции, поскольку являются избыточными реагентами.

Как найти лимитирующий реагент?

Пример: Рассмотрим реакцию между Al (14 г) и газом Cl₂ (4,25 г). Конечным продуктом является AlCl_3.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Три моля присутствующего Al=14/26,98=0,52 моль

Моли Cl_{2 присутствует=4,25 / 70,90=0,06 моль}

Стехиометрическое соотношение Al и Cl_2=2:3

Поэтому 2 моля Al реагируют с 3 молями Cl₂. Тогда количество Cl_{2, необходимое для реакции с 0,52 моль Al, равно (3/2) x 0,52=0,78 моль}

Но присутствует только 0,06 моль. Таким образом, Cl_{2 здесь является лимитирующим реагентом. Затем рассчитывают теоретический выход, используя количество Al, присутствующего в реакционной смеси.}

Теоретический выход=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 г

Если фактический выход, полученный в результате эксперимента, равен 4,33 г, то процентный выход можно рассчитать следующим образом.

Доходность в процентах=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%

Каковы сходства между атомной экономикой и процентной доходностью?

• И атомная экономика, и процентная доходность являются процентами.
• И атомная экономия, и процентный выход очень полезны для определения эффективности химического процесса.

В чем разница между атомной экономикой и процентной доходностью?

Атомная экономика и процентная доходность
Экономия атомов – это определение эффективности химического синтеза по отношению к атомам, используемым в ходе реакции синтеза.	Выход в процентах – это фактический выход, полученный в результате реакции химического синтеза, по отношению к теоретическому выходу.
Цель
Экономия атома рассчитывается для оценки эффективности процесса и определения потерь атомов.	Выход в процентах рассчитывается для определения количества продукта, полученного на практике, по сравнению с теоретическими ожиданиями.
Расчет
Экономия атома рассчитывается путем деления молярной массы целевого продукта на молярную массу всех реагентов	Выход в процентах рассчитывается путем деления фактического выхода продукта на теоретический выход продукта.

Резюме – Атомная экономика и процентная доходность

Экономия атома и процентный выход – это процентные значения, рассчитанные для химических реакций. Ключевое различие между атомной экономией и процентным выходом заключается в том, что атомная экономия рассчитывается путем деления молярной массы желаемого продукта на молярную массу всех реагентов, тогда как процентный выход рассчитывается путем деления фактического выхода продукта на теоретический выход продукта. продукт.