Keskeinen ero - atomitalous vs. tuotosprosentti
Kemiallisen synteesin tehokkuuden määrittämiseksi käytetään atomitaloutta ja saantoprosenttia. Atomitalouden määrittäminen on erittäin tärkeää, koska se antaa tietoja siitä, kuinka vihreämpi prosessi on. Se osoittaa myös atomien tuhlauksen prosessin aikana. Prosentuaalinen saanto on kemiallisen reaktion antama tuotteen määrä suhteessa odotettuun laskettuun määrään (teoreettinen määrä). Keskeinen ero atomitalouden ja prosentuaalisen tuoton välillä on se, että atomitalous lasketaan jakamalla halutun tuotteen moolimassa kaikkien reagenssien moolimassalla, kun taas prosentuaalinen saanto lasketaan sukeltamalla tuotteen todellinen saanto teoreettisesta saannosta tuote.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeinen ero
2. Mikä on atomitalous
3. Mikä on prosenttiosuus
4. Atomitalouden ja tuoton prosenttiosuudet
5. Vertailu rinnakkain - atomitalous vs. prosenttituotto taulukkomuodossa
6. Yhteenveto
Mikä on atomitalous?
Atomisäästö tai atomitehokkuus on kemiallisen synteesin tehokkuuden määrittäminen synteesireaktion aikana käytettyjen atomien suhteen. Jos atomitalous on 100%, se tarkoittaa, että kaikkia prosessissa mukana olleita atomeja on käytetty prosessin aikana. Tämä tarkoittaa, että kaikki reagoivissa aineissa olevat atomit on muunnettu tuotteen atomeiksi. Jos prosessin atomitalous on korkea, sitä kutsutaan vihreäksi prosessiksi.
Yhtälö atomitalouden laskennassa
Atomitalouden määrittäminen voidaan tehdä seuraavan yhtälön avulla.
Atomitalous = (halutun tuotteen moolimassa / kaikkien reagenssien moolimassa) x 100%
Kuva 1: Atomitalouden vaihtelu eri parametrien perusteella
Ihanteellisessa prosessissa prosessissa käytetään kaikki reaktanttien atomeja ja ne muutetaan reaktanteiksi. Siksi mitään atomia ei hukata. Mutta todellisissa prosesseissa atomitalous on alle 100%. Tämä johtuu sivutuotteiden tuotannosta sen sijaan, että annettaisiin vain haluttu tuote. Tämä on suuri huolenaihe prosessissa, joka kuluttaa kalliita raaka-aineita.
Esimerkki
Maleiinihappoanhydridin tuotanto bentseenistä. Tämä on hapetusreaktio; prosessissa mukana olevat reagoivat aineet ovat bentseeni ja molekyylihappi.
Bentseeni + 4.5-happi → maleiinihappoanhydridi + 2-hiilidioksidi + 2-vesi
Halutun tuotteen moolimassa = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)
= 98 g / mol
Kaikkien reagenssien moolimassa; bentseeni = (12 × 6) + (1 × 6)
= 78 g / mol
Molekyylihappi = 4,5 (16 × 2)
= 144 g / mol
Reagenssien kokonaismäärä = 78 + 144
= 222 g / mol
Atomitalous = (98/222) x 100%
= 44,14%
Mikä on tuotosprosentti?
Prosentuaalinen saanto (kutsutaan myös prosenttiosuudeksi) on todellinen saanto, joka saadaan kemiallisesta synteesireaktiosta, suhteessa teoreettiseen saantoon. Arvo ilmoitetaan prosentteina. Todellinen saanto saadaan kokeesta, kun taas teoreettinen saanto on arvo, joka lasketaan kemiallisen reaktion yhtälöstä, ottaen huomioon stökiometria.
Teoreettista saantoa laskettaessa on otettava huomioon rajoittava reagenssi. Rajoittava reagenssi tai rajoittava reagenssi on reagenssi, joka määrittää, kuinka suuri osa tuotteesta on valmistettu. Rajoittava reagenssi kulutetaan reaktion aikana, jossa muut reagenssit jäävät reaktion päättymisen jälkeenkin, koska ne ovat ylimääräisiä reagensseja.
Kuinka löytää rajoittava reagenssi?
Esim.: Tarkastellaan Al (14 g) ja Cl 2 (4,25 g) -kaasun välistä reaktiota. Lopputuote on AlCl 3.
2al + 3Cl 2 → 2AlCl 3
Ne läsnä olevan Al-moolin = 14 / 26,98 = 0,52 mol
Moolien Cl 2 Esillä = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol
Stoikiometrinen suhde Al: n ja Cl 2 = 2: 3
Näin ollen, 2 moolia Al reagoi 3 moolin kanssa Cl 2. Sitten määrä Cl 2 tarvitaan reagoimaan 0,52 mol Al on = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol
Mutta vain 0,06 mol on läsnä. Siksi Cl 2 on rajoittava reagenssi tässä. Sitten teoreettinen saanto lasketaan käyttämällä reaktioseoksessa läsnä olevaa Al-määrää.
Teoreettinen saanto = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g
Jos kokeesta saatu todellinen saanto on 4,33 g, prosenttiosuus voidaan laskea seuraavasti.
Prosentuaalinen tuotto = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%
Mitkä ovat atomitalouden ja tuoton prosenttiosuudet?
- Sekä atomitalous että prosentuaalinen tuotto ovat prosenttiosuuksia.
- Sekä atomitalous että prosentuaalinen saanto ovat erittäin hyödyllisiä kemiallisen prosessin tehokkuuden määrittämisessä.
Mikä on ero atomitalouden ja tuoton välillä?
Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa
Atomitalous vs. tuotto prosentteina |
|
| Atomisäästö on kemiallisen synteesin tehokkuuden määrittäminen synteesireaktion aikana käytettyjen atomien suhteen. | Prosentuaalinen saanto on todellinen saanto, joka saadaan kemiallisesta synteesireaktiosta suhteessa teoreettiseen saantoon. |
| Tarkoitus | |
| Atomitalous lasketaan prosessin tehokkuuden arvioimiseksi ja atomien tuhlauksen määrittämiseksi. | Prosentuaalinen tuotto lasketaan käytännössä annetun tuotteen määrän määrittämiseksi verrattuna teoreettisiin odotuksiin. |
| Laskeminen | |
| Atomisäästö lasketaan jakamalla halutun tuotteen moolimassa kaikkien reagoivien aineiden moolimassaan | Prosentuaalinen tuotto lasketaan sukeltamalla tuotteen todellinen saanto tuotteen teoreettisesta saannosta. |
Yhteenveto - Atom Economy vs. prosenttiosuus
Atomitalous ja prosentuaalinen tuotto ovat prosentuaalisia arvoja, jotka lasketaan kemiallisista reaktioista. Keskeinen ero atomitalouden ja prosentuaalisen tuoton välillä on se, että atomitalous lasketaan jakamalla halutun tuotteen moolimassa kaikkien reagenssien moolimassalla, kun taas prosentuaalinen saanto lasketaan sukeltamalla tuotteen todellinen saanto teoreettisesta saannosta tuote.
