Rozdíl mezi ekonomikou atomu a procentním výnosem

Klíčový rozdíl - Atom Economy vs Procentní výnos
 

Atomová ekonomika a procentuální výtěžek se používají k určení účinnosti chemické syntézy. Stanovení atomové ekonomiky je velmi důležité, protože poskytuje podrobnosti o tom, jak zelenější je tento proces. Označuje také plýtvání atomy během procesu. Procentní výtěžek je množství produktu dané chemickou reakcí s ohledem na očekávané vypočtené množství (teoretické množství). Klíčovým rozdílem mezi atomovou ekonomikou a procentním výnosem je to atomová ekonomika se vypočítá dělením molární hmotnosti požadovaného produktu molární hmotností všech reakčních složek, zatímco procentuální výtěžek se vypočítá potápěním skutečného výtěžku produktu z teoretického výtěžku produktu.   

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to atomová ekonomika 
3. Co je procentuální výnos
4. Podobnosti mezi ekonomikou atomu a procentním výnosem
5. Srovnání bok po boku - Atomová ekonomika vs Procentní výnos v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co je to atomová ekonomika?

Atomová ekonomika nebo atomová účinnost je stanovení účinnosti chemické syntézy s ohledem na atomy použité během syntézní reakce. Pokud je atomová ekonomika 100%, znamená to, že během procesu byly použity všechny atomy, které byly do procesu zapojeny. To znamená, že všechny atomy v reaktantech byly přeměněny na atomy produktu. Pokud je atomová ekonomika procesu vysoká, nazývá se a zelený proces.

Rovnice pro výpočet atomové ekonomiky

Stanovení atomové ekonomiky lze provést pomocí následující rovnice.

Atomová ekonomika = (molární hmotnost požadovaného produktu / molární hmotnost všech reakčních složek) x 100%

Obrázek 1: Variace ekonomiky atomu na základě různých parametrů

V ideálním procesu jsou všechny atomy v reakčních složkách tímto procesem spotřebovány a převedeny na reakční složky. Proto není zbytečný žádný atom. Ve skutečných procesech je však atomová ekonomika nižší než 100%. Důvodem je produkce vedlejších produktů místo toho, aby se poskytoval pouze požadovaný produkt. To je hlavní problém, pokud jde o proces, který spotřebovává drahé suroviny.

Příklad

Výroba maleinanhydridu z benzenu. Toto je oxidační reakce; reaktanty zapojené do procesu jsou benzen a molekulární kyslík.

Benzen + 4.5oxygen → maleinanhydrid + 2 oxide uhličitý + 2 voda

Molární hmotnost požadovaného produktu = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)

                                                     = 98 g / mol

Molární hmotnost všech reakčních složek; benzen = (12 × 6) + (1 × 6)

                                                            = 78 g / mol

Molekulární kyslík = 4,5 (16 × 2)

 = 144 g / mol

Celková hmotnost reakčních složek = 78 + 144

= 222 g / mol

Atomová ekonomika = (98/222) x 100%

= 44,14%

Co je procentuální výnos?

Procentní výnos (také nazývaný procentní výnos) je skutečný výtěžek získaný reakcí chemické syntézy s ohledem na teoretický výtěžek. Hodnota je uvedena v procentech. Skutečný výtěžek je to, co získáme z experimentu, zatímco teoretický výtěžek je hodnota vypočtená z rovnice chemické reakce s ohledem na stechiometrii.

Při výpočtu teoretického výtěžku je třeba vzít v úvahu omezující činidlo. Omezující činidlo nebo omezující reakční činidlo je reakční činidlo, které určuje, kolik produktu bylo vyrobeno. Omezující reaktant je spotřebován během reakce, kde ostatní reaktanty zůstávají i po dokončení reakce, protože jsou nadbytečnými reagenty.

Jak najít omezující činidlo?

Příklad: Uvažujme reakci mezi Al (14 g) a Cl₂ (4,25 g) plyn. Konečným produktem je AlCl₃.

2Al + 3Cl₂     → 2AlCl₃

Thee mol přítomného Al = 14/26,98 = 0,52 mol

Krtci Cl₂ přítomný = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol

Stechiometrický poměr mezi Al a Cl₂ = 2: 3

Proto 2 moly Al reagují se 3 moly Cl₂. Pak množství Cl₂ pro reakci s 0,52 mol AI je = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol

Je však přítomno pouze 0,06 mol. Proto Cl₂ je zde omezující činidlo. Teoretický výtěžek se potom vypočítá pomocí množství Al přítomného v reakční směsi.

Teoretický výtěžek = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g

Pokud je skutečný výtěžek získaný z experimentu uveden jako 4,33 g, lze procentuální výtěžek vypočítat následujícím způsobem.

Procentní výtěžek = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%

Jaké jsou podobnosti mezi ekonomikou atomu a procentním výnosem?

• Atomová ekonomika i procentní výtěžek jsou procenta.
• Pro stanovení účinnosti chemického procesu jsou velmi užitečné jak atomová ekonomika, tak procentuální výtěžek.

Jaký je rozdíl mezi ekonomikou atomu a procentním výnosem?

Atom Economy vs Procentní výnos
Atomová ekonomika je stanovení účinnosti chemické syntézy s ohledem na atomy použité během syntézní reakce.	Procentní výtěžek je skutečný výtěžek získaný reakcí chemické syntézy s ohledem na teoretický výtěžek.
Účel
Atomová ekonomika se počítá pro odhad účinnosti procesu a ke stanovení odpadu atomů.	Procentní výtěžek se počítá pro stanovení množství produktu, které bylo podáno prakticky ve srovnání s teoretickými očekáváními.
Výpočet
Atomová ekonomika se vypočítá dělením molární hmotnosti požadovaného produktu molární hmotností všech reakčních složek	Procentní výtěžek se vypočítá potápěním skutečného výtěžku produktu z teoretického výtěžku produktu.

Shrnutí - Atom Economy vs Procentní výnos

Atomová ekonomika a procentuální výtěžek jsou procentuální hodnoty, které se počítají s ohledem na chemické reakce. Klíčový rozdíl mezi ekonomií atomu a procentním výtěžkem je ten, že atomová ekonomika se vypočítá dělením molární hmotnosti požadovaného produktu molární hmotností všech reakčních složek, zatímco procentuální výtěžek se vypočítá potápěním skutečného výtěžku produktu z teoretického výtěžku produkt.

Odkaz:

1. „Omezení činidel a procentní výtěžek.“ Khan Academy, k dispozici zde.
2. „Atomová ekonomika“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. února 2018, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. “Atom economy V3 en” Autor Astrid 91 - vlastní práce (CC BY-SA 4.0) přes Commons Wikimedia