Diferència entre l'economia de l'àtom i el rendiment percentual

2024 Autora: Alex Aldridge | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 13:34

Diferència clau: economia àtom vs rendiment percentual

L'economia d'àtoms i el rendiment percentual s'utilitzen per determinar l'eficiència de la síntesi química. La determinació de l'economia de l'àtom és molt important perquè dóna detalls sobre com de més verd és el procés. També indica el residu d'àtoms durant el procés. El rendiment percentual és la quantitat de producte donada per una reacció química respecte a la quantitat calculada esperada (la quantitat teòrica). La diferència clau entre l'economia de l'àtom i el rendiment percentual és que l'economia d'àtom es calcula dividint la massa molar del producte desitjat per la massa molar de tots els reactius, mentre que el rendiment percentual es calcula submergint el rendiment real del producte a partir del rendiment teòric de el producte.

Què és Atom Economy?

L'economia de l'àtom o l'eficiència de l'àtom és la determinació de l'eficiència d'una síntesi química respecte als àtoms utilitzats durant la reacció de síntesi. Si l'economia de l'àtom és del 100%, vol dir que tots els àtoms implicats en el procés s'han utilitzat durant el procés. Això significa que tots els àtoms dels reactius s'han convertit en àtoms del producte. Si l'economia atòmica d'un procés és alta, s'anomena procés verd.

Equació per al càlcul de l'economia d'àtoms

La determinació de l'economia atòmica es pot fer mitjançant l'equació següent.

Economia d'àtoms=(massa molar del producte desitjat/massa molar de tots els reactius) x 100%

Figura 1: variació de l'economia de l'àtom en funció de diferents paràmetres

En un procés ideal, tots els àtoms dels reactius s'utilitzen pel procés i es converteixen en reactius. Per tant, no es malgasta cap àtom. Però en els processos reals, l'economia de l'àtom és inferior al 100%. Això es deu a la producció de subproductes en lloc de donar només el producte desitjat. Aquesta és una preocupació important quan es tracta del procés que consumeix matèries primeres d' alt cost.

Exemple

Producció d'anhídrid maleic a partir de benzè. Aquesta és una reacció d'oxidació; els reactius implicats en el procés són el benzè i l'oxigen molecular.

Benzè + 4,5oxigen → anhídrid maleic + 2diòxid de carboni + 2aigua

Massa molar del producte desitjat=(12×4) + (16×3) + (1×2)

=98 g/mol

Massa molar de tots els reactius; benzè=(12×6) + (1×6)

=78 g/mol

Oxigen molecular=4,5(16×2)

=144 g/mol

La massa total dels reactius=78 + 144

=222 g/mol

Economia Atom=(98/222) x 100%

=44,14%

Què és el percentatge de rendiment?

El percentatge de rendiment (també anomenat percentatge de rendiment) és el rendiment real obtingut a partir d'una reacció de síntesi química, respecte al rendiment teòric. El valor es dóna com a percentatge. El rendiment real és el que obtenim de l'experiment, mentre que el rendiment teòric és el valor calculat a partir de l'equació de la reacció química, tenint en compte l'estequiometria.

Quan es calcula el rendiment teòric, s'ha de tenir en compte el reactiu limitant. El reactiu limitant o reactiu limitant és el reactiu que determina quant de producte s'ha fet. El reactiu limitant es consumeix durant la reacció on romanen altres reactius fins i tot després de la finalització de la reacció perquè són reactius en excés.

Com trobar el reactiu limitant?

Ex: Considerem la reacció entre Al (14 g) i el gas Cl₂ (4,25 g). El producte final és AlCl_3.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Els moles d'Al presents=14 /26,98=0,52 mol

Els mols de Cl_{2 presents=4,25 / 70,90=0,06 mol}

Proporció estequiomètrica entre Al i Cl_2=2:3

Per tant, 2 mols d'Al reaccionen amb 3 mols de Cl₂. Aleshores, la quantitat de Cl_{2 necessària per reaccionar amb 0,52 mol d'Al és=(3/2) x 0,52=0,78 mol}

Però, només hi ha 0,06 mol. Per tant, Cl_{2 és el reactiu limitant aquí. A continuació, el rendiment teòric es calcula utilitzant la quantitat d'Al present a la barreja de reacció.}

Rendiment teòric=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g

Si el rendiment real obtingut de l'experiment és de 4,33 g, el percentatge de rendiment es pot calcular de la següent manera.

Percentatge de rendiment=(4,33/5,33) x 100%=81,24%

Quines similituds hi ha entre l'economia de l'àtom i el percentatge de rendiment?

• Tant l'economia atòmica com el rendiment percentual són percentatges.
• Tant l'economia d'àtoms com el percentatge de rendiment són molt útils per determinar l'eficiència d'un procés químic.

Quina diferència hi ha entre l'economia de l'àtom i el percentatge de rendiment?

Atom Economy vs percentatge de rendiment
L'economia de l'àtom és la determinació de l'eficiència d'una síntesi química respecte als àtoms utilitzats durant la reacció de síntesi.	El percentatge de rendiment és el rendiment real obtingut a partir d'una reacció de síntesi química, respecte al rendiment teòric.
Propòsit
L'economia d'àtoms es calcula per estimar l'eficiència d'un procés i per determinar el malbaratament d'àtoms.	El percentatge de rendiment es calcula per determinar la quantitat de producte donada pràcticament en comparació amb les expectatives teòriques.
Càlcul
L'economia de l'àtom es calcula dividint la massa molar del producte desitjat per la massa molar de tots els reactius	El percentatge de rendiment es calcula desviant el rendiment real del producte del rendiment teòric del producte.

Resum: economia àtom vs rendiment percentual

L'economia d'àtoms i el rendiment percentual són valors percentuals que es calculen en relació a les reaccions químiques. La diferència clau entre l'economia de l'àtom i el rendiment percentual és que l'economia d'àtom es calcula dividint la massa molar del producte desitjat per la massa molar de tots els reactius, mentre que el rendiment percentual es calcula submergint el rendiment real del producte a partir del rendiment teòric de el producte.