Peamine erinevus – Aatomi ökonoomsus vs protsentuaalne tootlus
Keemilise sünteesi efektiivsuse määramiseks kasutatakse aatomi ökonoomsust ja protsentuaalset saagist. Aatomimajanduse määramine on väga oluline, kuna see annab üksikasju selle kohta, kui rohelisem protsess on. See näitab ka aatomite raiskamist protsessi käigus. Protsentuaalne saagis on keemilise reaktsiooni tulemusel saadud saaduse kogus eeldatava arvutatud koguse (teoreetilise koguse) suhtes. Peamine erinevus aatomi ökonoomsuse ja protsentuaalse saagise vahel on see, et aatomi ökonoomsus arvutatakse soovitud produkti molaarmassi jagamisel kõigi reagentide molaarmassiga, samas kui protsentuaalne saagis arvutatakse, jagades toote tegeliku saagise teoreetilisest saagisest. toode.
Mis on Atom Economy?
Aatomi ökonoomsus ehk aatomi efektiivsus on keemilise sünteesi efektiivsuse määramine sünteesireaktsioonis kasutatud aatomite suhtes. Kui aatomi ökonoomsus on 100%, tähendab see, et protsessi käigus on kasutatud kõiki protsessis osalenud aatomeid. See tähendab, et kõik reagentides olevad aatomid on muudetud toote aatomiteks. Kui protsessi aatomi ökonoomsus on kõrge, nimetatakse seda roheliseks protsessiks.
Aatomi ökonoomsuse arvutamise võrrand
Aatomi ökonoomsuse saab määrata järgmise võrrandi abil.
Aatomi säästlikkus=(soovitava toote molaarmass / kõigi reagentide molaarmass) x 100%
Joonis 1: Aatomimajanduse varieerumine erinevatel parameetritel
Ideaalses protsessis kasutatakse protsessi käigus ära kõik reagentides olevad aatomid ja need muudetakse reagentideks. Seega ei lähe ükski aatom raisku. Kuid tegelikes protsessides on aatomi ökonoomsus madalam kui 100%. Selle põhjuseks on kõrvalsaaduste tootmine, mitte ainult soovitud toode. See on suur probleem, kui tegemist on protsessiga, mis kulutab kallist toorainet.
Näide
Maleiinanhüdriidi tootmine benseenist. See on oksüdatsioonireaktsioon; protsessis osalevad reagendid on benseen ja molekulaarne hapnik.
Benseen + 4,5 hapnik → maleiinanhüdriid + 2 süsinikdioksiid + 2 vesi
Soovitava toote molaarmass=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Kõigi reagentide molaarmass; benseen=(12 × 6) + (1 × 6)
=78 g/mol
Molekulaarne hapnik=4,5(16×2)
=144 g/mol
Reagentide kogumass=78 + 144
=222 g/mol
Atom säästu=(98/222) x 100%
=44,14%
Mis on protsentuaalne tootlus?
Protsentuaalne saagis (nimetatakse ka protsentuaalseks saagiseks) on tegelik saagis, mis saadakse keemilise sünteesi reaktsioonist, võrreldes teoreetilise saagisega. Väärtus on antud protsentides. Tegelik saagis on see, mille saame katsest, samas kui teoreetiline saagis on keemilise reaktsiooni võrrandist arvutatud väärtus, võttes arvesse stöhhiomeetriat.
Teoreetilise saagise arvutamisel tuleks arvestada piirava reaktiiviga. Piirav reaktiiv või piirav reagent on reagent, mis määrab, kui palju toodet on valmistatud. Piirav reagent kulub reaktsiooni ajal, kui teised reagendid jäävad alles ka pärast reaktsiooni lõppemist, kuna need on liigsed reaktiivid.
Kuidas leida piiravat reaktiivi?
Näiteks: Vaatleme reaktsiooni Al (14 g) ja Cl2 (4,25 g) gaasi vahel. Lõpptoode on AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Al-i moolid=14 /26,98=0,52 mol
Cl2 moolid=4,25 / 70,90=0,06 mol
Stöhhiomeetriline suhe Al ja Cl vahel2=2:3
Seetõttu reageerib 2 mooli Al-d 3 mooli Cl2. Siis on 0,52 mol Al-ga reageerimiseks vajalik Cl2 kogus=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Aga ainult 0,06 mol on olemas. Seetõttu on siin piiravaks reaktiiviks Cl2. Seejärel arvutatakse teoreetiline saagis, kasutades reaktsioonisegus sisalduvat Al kogust.
Teoreetiline saagis=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g
Kui katsest saadud tegelikuks saagiseks on antud 4,33g, siis saab protsentuaalse saagise arvutada järgmiselt.
Tootlus protsentides=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%
Millised on sarnasused aatomimajanduse ja tootlikkuse protsendi vahel?
- Nii aatomi säästlikkus kui ka protsentuaalne saagis on protsendid.
- Nii aatomi ökonoomsus kui ka protsentuaalne saagis on keemilise protsessi tõhususe määramisel väga kasulikud.
Mis vahe on aatomimajandusel ja tootluse protsendil?
Atom Economy vs protsentuaalne tootlus |
|
| Aatomi ökonoomsus on keemilise sünteesi efektiivsuse määramine sünteesireaktsioonis kasutatud aatomite suhtes. | Saagis protsentides on keemilise sünteesi reaktsiooni tegelik saagis teoreetilise saagise suhtes. |
| Eesmärk | |
| Aatomi ökonoomsus arvutatakse protsessi tõhususe hindamiseks ja aatomite raiskamise määramiseks. | Protsentuaalne saagis arvutatakse, et määrata toote kogus praktiliselt võrreldes teoreetiliste ootustega. |
| Arvutamine | |
| Aatomi ökonoomsuse arvutamiseks jagatakse soovitud toote molaarmass kõigi reagentide molaarmassiga | Protsentuaalne saagis arvutatakse toote tegeliku saagise jaotamisel toote teoreetilisest saagisest. |
Kokkuvõte – Aatomi ökonoomsus vs protsentuaalne tootlus
Aatomi ökonoomsus ja protsentuaalne saagis on protsentuaalsed väärtused, mis arvutatakse keemiliste reaktsioonide põhjal. Peamine erinevus aatomi ökonoomsuse ja protsentuaalse saagise vahel on see, et aatomi ökonoomsus arvutatakse soovitud produkti molaarmassi jagamisel kõigi reagentide molaarmassiga, samas kui protsentuaalne saagis arvutatakse, jagades toote tegeliku saagise teoreetilisest saagisest. toode.
