Kluczowa różnica - Ekonomia atomu a wydajność procentowa
Do określenia wydajności syntezy chemicznej wykorzystuje się gospodarkę atomową i uzysk procentowy. Określenie gospodarki atomowej jest bardzo ważne, ponieważ daje szczegółowe informacje o tym, jak bardziej ekologiczny jest ten proces. Wskazuje również na marnotrawstwo atomów podczas procesu. Uzysk procentowy to ilość produktu podana w wyniku reakcji chemicznej w stosunku do oczekiwanej ilości obliczonej (ilość teoretyczna). Kluczową różnicą między ekonomią atomową a wydajnością procentową jest to, że ekonomię atomową oblicza się dzieląc masę molową żądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów, podczas gdy wydajność procentowa jest obliczana przez nurkowanie rzeczywistej wydajności produktu z teoretycznej wydajności produkt.
ZAWARTOŚĆ
1. Omówienie i kluczowe różnice
2. Czym jest gospodarka atomowa
3. Czym jest rentowność procentowa
4. Podobieństwa między gospodarką atomową a wydajnością procentową
5. Porównanie obok siebie - gospodarka atomu a rentowność procentowa w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest gospodarka atomowa?
Ekonomia atomu lub efektywność atomu to określenie wydajności syntezy chemicznej w odniesieniu do atomów użytych podczas reakcji syntezy. Jeśli gospodarka atomowa wynosi 100%, oznacza to, że wszystkie atomy, które były zaangażowane w proces, zostały użyte podczas procesu. Oznacza to, że wszystkie atomy w reagentach zostały przekształcone w atomy produktu. Jeśli ekonomia atomowa procesu jest wysoka, nazywa się to procesem zielonym.
Równanie do obliczania gospodarki atomowej
Określenie gospodarki atomowej można przeprowadzić za pomocą następującego równania.
Ekonomia atomowa = (masa molowa żądanego produktu / masa molowa wszystkich reagentów) x 100%
Rysunek 1: Zmiana gospodarki atomowej w zależności od różnych parametrów
W idealnym procesie wszystkie atomy w reagentach są zużywane w procesie i przekształcane w reagenty. Dlatego żaden atom nie jest marnowany. Ale w rzeczywistych procesach gospodarka atomowa jest niższa niż 100%. Wynika to z wytwarzania produktów ubocznych zamiast dostarczania tylko pożądanego produktu. Jest to poważny problem, jeśli chodzi o proces, który zużywa drogie surowce.
Przykład
Produkcja bezwodnika maleinowego z benzenu. To jest reakcja utleniania; reagenty biorące udział w procesie to benzen i tlen cząsteczkowy.
Benzen + 4,5 tlen → bezwodnik maleinowy + 2 dwutlenek węgla + 2 woda
Masa cząsteczkowa żądanego 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 procentowy zysk?
Wydajność procentowa (nazywana również wydajnością procentową) to rzeczywista wydajność uzyskana z reakcji syntezy chemicznej w odniesieniu do wydajności teoretycznej. Wartość jest podawana 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.
Obliczając wydajność teoretyczną należy wziąć pod uwagę odczynnik ograniczający. Odczynnik ograniczający lub reagent ograniczający to reagent, który określa ilość wytworzonego produktu. Ograniczający reagent jest zużywany podczas reakcji, podczas gdy inne reagenty pozostają nawet po zakończeniu reakcji, ponieważ stanowią nadmiar reagentów.
Jak znaleźć odczynnik ograniczający?
Przykład: Rozważmy reakcję między gazem Al (14 g) i Cl 2 (4,25 g). Końcowym produktem jest AlCl 3.
2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3
Te mole obecnego Al = 14 / 26,98 = 0,52 mola
Mole Cl 2 niniejszego = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol
Stosunek stechiometryczny między Al i Cl 2 = 2: 3
Dlatego, 2 moli Al reaguje z 3 molami Cl 2. Następnie wynosić Cl 2 wymaga się reakcji z 0,52 mola AL = (3/2) x 0,52 = 0,78 moli
Ale obecne jest tylko 0,06 mola. Dlatego Cl 2 jest tutaj odczynnikiem ograniczającym. Następnie teoretyczną wydajność oblicza się na podstawie ilości Al obecnego w mieszaninie reakcyjnej.
Wydajność teoretyczna = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g
Jeżeli rzeczywisty plon uzyskany z doświadczenia wynosi 4,33 g, to procentowy uzysk można obliczyć w następujący sposób.
Procentowy zysk = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%
Jakie są podobieństwa między gospodarką atomową a procentową wydajnością?
- Zarówno ekonomia atomowa, jak i wydajność procentowa to wartości procentowe.
- Zarówno ekonomia atomowa, jak i wydajność procentowa są bardzo przydatne do określenia wydajności procesu chemicznego.
Jaka jest różnica między gospodarką atomową a procentową wydajnością?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Gospodarka atomowa a zysk procentowy |
|
| Gospodarka atomowa to określenie wydajności syntezy chemicznej w odniesieniu do atomów użytych w reakcji syntezy. | Wydajność procentowa to rzeczywista wydajność otrzymana z reakcji syntezy chemicznej w odniesieniu do wydajności teoretycznej. |
| Cel, powód | |
| Oblicza się gospodarkę atomową w celu oszacowania wydajności procesu i określenia strat atomów. | Uzysk procentowy oblicza się w celu określenia ilości produktu w praktyce w porównaniu z teoretycznymi oczekiwaniami. |
| Obliczenie | |
| Ekonomię atomową oblicza się, dzieląc masę molową żądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów | Uzysk procentowy oblicza się przez zanurkowanie rzeczywistej wydajności produktu z teoretycznej wydajności produktu. |
Podsumowanie - Ekonomia atomu a wydajność procentowa
Ekonomia atomu i wydajność procentowa to wartości procentowe obliczane w odniesieniu do reakcji chemicznych. Kluczową różnicą między ekonomią atomową a wydajnością procentową jest to, że ekonomię atomową oblicza się dzieląc masę molową żądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów, podczas gdy wydajność procentowa jest obliczana przez nurkowanie rzeczywistej wydajności produktu z teoretycznej wydajności produkt.
