Różnica między gospodarką atomową a procentową wydajnością

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 13:47

Kluczowa różnica – gospodarka atomowa a procentowa wydajność

Oszczędność atomu i wydajność procentowa są wykorzystywane do określenia wydajności syntezy chemicznej. 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. Wydajność procentowa to ilość produktu podana w reakcji chemicznej w stosunku do oczekiwanej obliczonej ilości (ilości teoretycznej). Kluczową różnicą między ekonomią atomową a wydajnością procentową jest to, że ekonomię atomową oblicza się, dzieląc masę molową pożądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów, podczas gdy wydajność procentowa jest obliczana przez odjęcie rzeczywistej wydajności produktu od wydajności teoretycznej produkt.

Co to jest gospodarka atomowa?

Gospodarka atomowa lub wydajność atomowa to określenie wydajności syntezy chemicznej w odniesieniu do atomów użytych podczas reakcji syntezy. Jeśli ekonomia atomowa wynosi 100%, oznacza to, że wszystkie atomy, które brały udział w procesie, zostały w nim wykorzystane. Oznacza to, że wszystkie atomy w reagentach zostały przekształcone w atomy produktu. Jeśli ekonomia atomowa procesu jest wysoka, nazywa się to procesem zielonym.

Równanie obliczania gospodarki atomowej

Określenie ekonomii atomowej można przeprowadzić za pomocą następującego równania.

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

Rysunek 1: Zmiany w gospodarce atomowej na podstawie różnych parametrów

W idealnym procesie wszystkie atomy w reagentach są zużywane przez proces i przekształcane w reagenty. Dlatego żaden atom się nie marnuje. Ale w rzeczywistych procesach ekonomia atomowa jest niższa niż 100%. Wynika to z wytwarzania produktów ubocznych, a nie tylko wytwarzania pożądanego produktu. Jest to poważny problem, jeśli chodzi o proces, który wykorzystuje drogie surowce.

Przykład

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

Benzen + 4,5tlen → bezwodnik maleinowy + 2dwutlenek węgla + 2woda

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 procentowa wydajność?

Wydajność procentowa (nazywana również wydajnością procentową) to rzeczywista wydajność uzyskana z reakcji syntezy chemicznej w odniesieniu do wydajności teoretycznej. Wartość podana jest w procentach. Wydajność rzeczywista to taka, jaką otrzymujemy z doświadczenia, natomiast wydajność teoretyczna to wartość obliczona z równania reakcji chemicznej z uwzględnieniem stechiometrii.

Przy obliczaniu wydajności teoretycznej należy wziąć pod uwagę odczynnik ograniczający. Odczynnik ograniczający lub odczynnik ograniczający to reagent, który określa, ile produktu zostało wytworzone. Reagent ograniczający jest zużywany podczas reakcji, podczas gdy inne reagenty pozostają nawet po jej zakończeniu, ponieważ stanowią nadmiar reagentów.

Jak znaleźć odczynnik ograniczający?

Ex: Rozważmy reakcję pomiędzy gazem Al (14 g) i Cl₂ (4,25 g). Produktem końcowym jest AlCl_3.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Te mole Al obecne=14 /26,98=0,52 mol

Mole Cl_{2 obecne=4,25 / 70,90=0,06 mol}

Stoichiometryczny stosunek między Al i Cl_2=2:3

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

Ale obecne jest tylko 0,06 mola. Dlatego odczynnikiem ograniczającym jest tutaj Cl_{2. 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 rzeczywista wydajność uzyskana w eksperymencie wynosi 4,33g, to procentową wydajność można obliczyć w następujący sposób.

Procentowy uzysk=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%

Jakie są podobieństwa między gospodarką atomową a procentową wydajnością?

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

Jaka jest różnica między gospodarką atomową a procentową wydajnością?

Gospodarka atomowa a wydajność procentowa
Gospodarka atomowa to określenie wydajności syntezy chemicznej w odniesieniu do atomów użytych podczas reakcji syntezy.	Wydajność procentowa to rzeczywista wydajność uzyskana z reakcji syntezy chemicznej w stosunku do wydajności teoretycznej.
Cel
Gospodarka atomowa jest obliczana w celu oszacowania wydajności procesu i określenia marnotrawstwa atomów.	Wydajność procentowa jest obliczana w celu określenia ilości produktu podanego w praktyce w porównaniu z oczekiwaniami teoretycznymi.
Obliczanie
Gospodarka atomowa jest obliczana poprzez podzielenie masy molowej pożądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów	Wydajność procentowa jest obliczana poprzez odjęcie rzeczywistej wydajności produktu od wydajności teoretycznej produktu.

Podsumowanie – Gospodarka atomowa a wydajność procentowa

Oszczędność atomu i wydajność procentowa to wartości procentowe, które są obliczane w odniesieniu do reakcji chemicznych. Kluczową różnicą między ekonomią atomową a wydajnością procentową jest to, że ekonomię atomową oblicza się, dzieląc masę molową pożądanego produktu przez masę molową wszystkich reagentów, podczas gdy wydajność procentowa jest obliczana przez odjęcie rzeczywistej wydajności produktu od wydajności teoretycznej produkt.