Razlika med ekonomijo atoma in odstotnim donosom

Ključna razlika - Atomska ekonomija v primerjavi s odstotki
 

Za določitev učinkovitosti kemijske sinteze se uporabljata atomska ekonomija in odstotek donosa. Določitev atomske ekonomije je zelo pomembna, saj vsebuje podrobnosti o tem, kako okolju prijazen je postopek. Označuje tudi izgubo atomov med postopkom. Odstotni izkoristek je količina produkta, ki ga dobimo s kemijsko reakcijo glede na pričakovano izračunano količino (teoretična količina). Ključna razlika med atomsko ekonomijo in odstotnim donosom je v tem ekonomija atoma se izračuna tako, da se molska masa želenega produkta deli z molarno maso vseh reaktantov, medtem ko se odstotek izkoristka izračuna s potapljanjem dejanskega donosa proizvoda od teoretičnega donosa izdelka.   

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je Atom Economy 
3. Kaj je odstotek donosa
4. Podobnosti med Atom ekonomijo in odstotnim donosom
5. Primerjalna primerjava - ekonomija atoma v primerjavi s odstotki v tabeli
6. Povzetek

Kaj je Atom Economy?

Atomska ekonomija oz učinkovitost atoma je določitev učinkovitosti kemijske sinteze glede na atome, uporabljene med sintezno reakcijo. Če je ekonomija atoma 100-odstotna, to pomeni, da so bili med postopkom uporabljeni vsi atomi, ki so bili vključeni v postopek. To pomeni, da so se vsi atomi v reaktantih pretvorili v atome produkta. Če je atomska ekonomičnost procesa visoka, se imenuje a zeleni postopek.

Enačba za izračun ekonomije atomske energije

Določitev atomske ekonomije je mogoče izvesti z naslednjo enačbo.

Atomska ekonomija = (molska masa želenega izdelka / molarna masa vseh reaktantov) x 100%

Slika 1: Variacija atomske ekonomije na podlagi različnih parametrov

V idealnem postopku se v procesu porabijo vsi atomi reaktantov in se pretvorijo v reaktante. Zato noben atom ne zapravimo. Toda v dejanskih procesih je atomska ekonomija nižja od 100%. To je posledica proizvodnje stranskih proizvodov, namesto da bi dali le želeni izdelek. To je velika skrb, ko gre za postopek, ki porabi visoko stroškovne surovine.

Primer

Proizvodnja maleinske anhidride iz benzena. To je reakcija oksidacije; reaktanti, ki sodelujejo v postopku, so benzen in molekularni kisik.

Benzen + 4,5oksigen → maleinski anhidrid + 2 ogljikov dioksid + 2 voda

Molarna masa želenega izdelka = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)

                                                     = 98 g / mol

Molarna masa vseh reaktantov; benzen = (12 × 6) + (1 × 6)

                                                            = 78 g / mol

Molekularni kisik = 4,5 (16 × 2)

 = 144 g / mol

Skupna masa reaktantov = 78 + 144

= 222 g / mol

Atomska ekonomija = (98/222) x 100%

= 44,14%

Kaj je odstotek donosa?

Odstotni donos (imenovan tudi odstotni donos) dejanski izkoristek, pridobljen s reakcijo kemijske sinteze, glede na teoretični izkoristek. Vrednost je navedena v odstotkih. Dejanski izkoristek dobimo iz poskusa, medtem ko je teoretični izkoristek vrednost, izračunana iz enačbe kemijske reakcije, če upoštevamo stehiometrijo.

Pri izračunu teoretičnega izkoristka je treba upoštevati omejevalni reagent. Omejevalni reagent ali omejevalni reagent je reaktant, ki določa, koliko izdelka je bilo izdelanega. Omejevalni reagent se porabi med reakcijo, kjer ostali reaktanti ostanejo tudi po zaključku reakcije, ker so presežni reagenti.

Kako najti omejevalnega reagenta?

Primer: Razmislimo o reakciji med Al (14 g) in Cl₂ (4,25 g) plina. Končni izdelek je AlCl₃.

2Al + 3Cl₂     → 2AlCl₃

Moli Al prisotni = 14 / 26,98 = 0,52 mol

Moli Cl₂ prisotno = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol

Stehiometrično razmerje med Al in Cl₂ = 2: 3

Zato dva mola Al reagirajo s 3 moli Cl₂. Nato količina Cl₂ potreben za reakcijo z 0,52 mola Al je = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol

Vendar je le 0,06 mol. Zato je Cl₂ tu je omejevalni reagent. Nato se teoretični izkoristek izračuna s količino Al, ki je prisotna v reakcijski mešanici.

Teoretični izkoristek = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g

Če je dejanski izkoristek, pridobljen s preskusom, naveden kot 4,33 g, potem lahko odstotek donosa izračunamo na naslednji način.

Odstotni izkoristek = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%

Kakšne so podobnosti med atomsko ekonomijo in odstotnim donosom?

• Ekonomija atoma in odstotek donosa sta v odstotkih.
• Tako ekonomija atoma kot odstotek donosa sta zelo koristna za določitev učinkovitosti kemičnega procesa.

Kakšna je razlika med atomsko ekonomijo in odstotnim donosom?

Atom ekonomija v primerjavi z odstotkom
Atomska ekonomija je določitev učinkovitosti kemične sinteze glede na atome, uporabljene med sintezno reakcijo.	Odstotni izkoristek je dejanski izkoristek, dobljen z reakcijo kemijske sinteze, glede na teoretični izkoristek.
Namen
Atomska ekonomija se izračuna za oceno učinkovitosti procesa in za določitev odpadkov atomov.	Odstotni izkoristek se izračuna tako, da se določi količina izdelka, dana praktično, če ga primerjamo s teoretičnimi pričakovanji.
Izračun
Atomska ekonomija se izračuna tako, da se molarna masa želenega produkta deli z molarno maso vseh reaktantov	Odstotni izkoristek se izračuna tako, da se izvleče dejanski izkoristek izdelka iz teoretičnega donosa izdelka.

Povzetek - Atomova ekonomija v primerjavi s odstotkom

Atomska ekonomija in odstotek donosa sta odstotni vrednosti, ki se izračunata glede na kemijske reakcije. Ključna razlika med atomsko ekonomijo in odstotnim izkoristkom je, da se ekonomija atoma izračuna tako, da se molska masa želenega produkta deli z molarno maso vseh reaktantov, medtem ko se odstotek izkoristka izračuna tako, da se izkoristi dejanski izkoristek proizvoda iz teoretičnega izkoristka izdelek.

Referenca:

1. "Omejevalni reagenti in odstotek donosa." Akademija Khan, na voljo tukaj.
2. "Atomska ekonomija." Wikipedia, fundacija Wikimedia, 28. februar 2018, dostopno tukaj.

Vljudnost slik:

1. "Atom economy V3 sl" avtor Astrid 91 - Lastno delo (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia