Forskel mellem atomøkonomi og procentvis udbytte

Nøgleforskel - Atomøkonomi vs procentuel udbytte

Atomøkonomi og procentvis udbytte bruges til at bestemme effektiviteten af kemisk syntese. Bestemmelse af atomøkonomien er meget vigtig, fordi den giver detaljer om, hvor grønnere processen er. Det angiver også spild af atomer under processen. Procentvis udbytte er den mængde produkt, der er givet ved en kemisk reaktion i forhold til den forventede beregnede mængde (den teoretiske mængde). Den vigtigste forskel mellem atomøkonomi og procentvis udbytte er den atomøkonomi beregnes ved at dividere den molære masse af det ønskede produkt med den molære masse af alle reaktanter, medens procentvis udbytte beregnes ved at dykke det faktiske udbytte af produktet fra det teoretiske udbytte af produktet.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er atomøkonomi
3. Hvad er procentvis udbytte
4. Ligheder mellem atomøkonomi og procentuel udbytte
5. Sammenligning side ved side - Atomøkonomi vs procentuel udbytte i tabelform
6. Resume

Hvad er Atom Economy?

Atomøkonomi eller atomeffektivitet er bestemmelsen af effektiviteten af en kemisk syntese med hensyn til de atomer, der er anvendt under syntesereaktionen. Hvis atomøkonomien er 100%, betyder det, at alle atomer, der var involveret i processen, er blevet brugt under processen. Dette betyder, at alle atomer i reaktanterne er blevet omdannet til atomer i produktet. Hvis atomøkonomien i en proces er høj, kaldes den a grøn proces.

Ligning til beregning af atomøkonomi

Bestemmelsen af atomøkonomien kan ske via følgende ligning.

Atomøkonomi = (molmasse af det ønskede produkt / molmasse af alle reaktanter) x 100%

Figur 1: Variation af atomøkonomi baseret på forskellige parametre

I en ideel proces bruges alle atomer i reaktanterne op af processen og omdannes til reaktanter. Derfor spildes intet atom. Men i faktiske processer er atomøkonomien lavere end 100%. Dette skyldes produktion af biprodukter i stedet for kun at give det ønskede produkt. Dette er en stor bekymring, når det kommer til processen, der forbruger høje omkostninger til råvarer.

Eksempel

Produktion af maleinsyreanhydrid fra benzen. Dette er en oxidationsreaktion; reaktanterne involveret i processen er benzen og molekylært ilt.

Benzen + 4.5oxygen → maleinsyreanhydrid + 2 kuldioxid + 2 vand

Molmasse af det ønskede produkt = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)

= 98 g / mol

Mol masse af alle reaktanter; benzen = (12 × 6) + (1 × 6)

= 78 g / mol

Molekylært ilt = 4,5 (16 × 2)

= 144 g / mol

Den samlede masse af reaktanter = 78 + 144

= 222 g / mol

Atomøkonomi = (98/222) x 100%

= 44,14%

Hvad er procentvis udbytte?

Procentdel udbytte (også kaldet procent udbytte) er det faktiske udbytte opnået fra en kemisk syntesereaktion med hensyn til det teoretiske udbytte. Værdien er angivet i procent. Det faktiske udbytte er det, vi får fra eksperimentet, hvorimod teoretisk udbytte er værdien beregnet ud fra ligningen af den kemiske reaktion under hensyntagen til støkiometrien.

Ved beregning af det teoretiske udbytte skal man overveje det begrænsende reagens. Begrænsende reagens eller begrænsende reaktant er den reaktant, der bestemmer, hvor meget af produktet der er fremstillet. Den begrænsende reaktant indtages under reaktionen, hvor andre reaktanter forbliver selv efter afslutningen af reaktionen, fordi de er overskydende reagenser.

Sådan finder du det begrænsende reagens?

Eks: Lad os overveje reaktionen mellem Al (14 g) og Cl₂ (4,25 g) gas. Det endelige produkt er AlCl₃.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

De mol Al til stede = 14 / 26,98 = 0,52 mol

Molene af Cl₂ nuværende = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol

Støkiometrisk forhold mellem Al og Cl₂ = 2: 3

Derfor reagerer 2 mol Al med 3 mol Cl₂. Derefter mængde Cl₂ krævet for at reagere med 0,52 mol Al er = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol

Men kun 0,06 mol er til stede. Derfor har Cl₂ er det begrænsende reagens her. Derefter beregnes det teoretiske udbytte ved hjælp af mængden af Al til stede i reaktionsblandingen.

Teoretisk udbytte = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g

Hvis det faktiske udbytte opnået fra eksperimentet er angivet som 4,33 g, kan procentvis udbytte beregnes som følger.

Procentdel udbytte = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%

Hvad er ligheden mellem atomøkonomi og procentvis udbytte?

Både atomøkonomi og procentvis udbytte er procentdel.
Både atomøkonomi og procentuelt udbytte er meget nyttige til at bestemme effektiviteten af en kemisk proces.

Hvad er forskellen mellem atomøkonomi og procentuel udbytte?

Atomøkonomi vs procentuel udbytte
Atomøkonomi er bestemmelsen af effektiviteten af en kemisk syntese med hensyn til de atomer, der bruges under syntesereaktionen.	Procentudbytte er det faktiske udbytte opnået fra en kemisk syntesereaktion med hensyn til det teoretiske udbytte.
Formål
Atomøkonomi beregnes for at estimere effektiviteten af en proces og for at bestemme spild af atomer.	Procentdeludbytte beregnes for at bestemme mængden af produkt, der er givet praktisk, sammenlignet med de teoretiske forventninger.
Beregning
Atomøkonomien beregnes ved at dividere den molære masse af det ønskede produkt med den molære masse af alle reaktanter	Procentdeludbytte beregnes ved at dykke det faktiske udbytte af produktet ud fra det teoretiske udbytte af produktet.

Resumé - Atomøkonomi vs procentuel udbytte

Atomøkonomi og procentvis udbytte er procentvise værdier, der beregnes med hensyn til kemiske reaktioner. Den vigtigste forskel mellem atomøkonomi og procentuelt udbytte er, at atomøkonomi beregnes ved at dividere den molære masse af det ønskede produkt med den molære masse af alle reaktanter, medens procentvis udbytte beregnes ved at dykke det faktiske udbytte af produktet fra det teoretiske udbytte af produktet.

Reference:

1. "Begrænsning af reagenser og procentudbytte." Khan Academy, tilgængeligt her.
2. "Atomøkonomi." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. februar 2018, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. ”Atom economy V3 da” Af Astrid 91 - Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Videnskab & natur