Sleutelverskil – Atoomekonomie vs Persentasie-opbrengs
Atoomekonomie en persentasie opbrengs word gebruik om die doeltreffendheid van chemiese sintese te bepaal. Bepaling van die atoomekonomie is baie belangrik, want dit gee besonderhede oor hoe groener die proses is. Dit dui ook op die vermorsing van atome tydens die proses. Persentasie opbrengs is die hoeveelheid produk wat deur 'n chemiese reaksie gegee word met betrekking tot die verwagte berekende hoeveelheid (die teoretiese hoeveelheid). Die sleutelverskil tussen atoomekonomie en persentasie opbrengs is dat atoomekonomie bereken word deur die molêre massa van die verlangde produk te deel deur die molêre massa van al die reaktante, terwyl persentasie opbrengs bereken word deur die werklike opbrengs van die produk van die teoretiese opbrengs van die produk.
Wat is atoomekonomie?
Atoomekonomie of atoomdoeltreffendheid is die bepaling van die doeltreffendheid van 'n chemiese sintese met betrekking tot die atome wat tydens die sintesereaksie gebruik word. As die atoomekonomie 100% is, beteken dit al die atome wat by die proses betrokke was, is tydens die proses gebruik. Dit beteken al die atome in die reaktante is omgeskakel in atome van die produk. As die atoomekonomie van 'n proses hoog is, word dit 'n groen proses genoem.
Vergelyking vir atoomekonomie-berekening
Die bepaling van die atoomekonomie kan deur die volgende vergelyking gedoen word.
Atoomekonomie=(molêre massa van gewenste produk/molêre massa van alle reaktante) x 100%
Figuur 1: Variasie van atoomekonomie gebaseer op verskillende parameters
In 'n ideale proses word alle atome in die reaktante deur die proses opgebruik en in reaktante omgeskakel. Geen atoom word dus vermors nie. Maar in werklike prosesse is die atoomekonomie laer as 100%. Dit is as gevolg van die produksie van neweprodukte in plaas daarvan om net die gewenste produk te gee. Dit is 'n groot bekommernis wanneer dit kom by die proses wat hoëkoste-grondstowwe verbruik.
Voorbeeld
Vervaardiging van maleïenanhidried uit benseen. Dit is 'n oksidasiereaksie; die reaktante betrokke by die proses is benseen en molekulêre suurstof.
benseen + 4.5suurstof → maleïenanhidried + 2koolstofdioksied + 2water
Molêre massa van verlangde produk=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Molêre massa van alle reaktante; benseen=(12×6) + (1×6)
=78 g/mol
Molekulêre suurstof=4,5(16×2)
=144 g/mol
Die totale massa van reaktante=78 + 144
=222 g/mol
Atom-ekonomie=(98/222) x 100%
=44,14%
Wat is persentasie-opbrengs?
Persentasie opbrengs (ook genoem persentasie opbrengs) is die werklike opbrengs verkry uit 'n chemiese sintesereaksie, met betrekking tot die teoretiese opbrengs. Die waarde word as 'n persentasie gegee. Die werklike opbrengs is wat ons uit die eksperiment verkry, terwyl teoretiese opbrengs die waarde is wat bereken word uit die vergelyking van die chemiese reaksie, met inagneming van die stoïgiometrie.
Wanneer die teoretiese opbrengs bereken word, moet 'n mens die beperkende reagens oorweeg. Beperkende reagens of beperkende reaktant is die reaktant wat bepaal hoeveel van die produk gemaak is. Die beperkende reaktant word tydens die reaksie verbruik waar ander reaktante selfs na voltooiing van die reaksie oorbly omdat hulle oormaat reagense is.
Hoe om die beperkende reagens te vind?
Ex: Kom ons kyk na die reaksie tussen Al (14 g) en Cl2 (4,25 g) gas. Die finale produk is AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Die mol Al teenwoordig=14 /26.98=0.52 mol
Die mol van Cl2 teenwoordig=4.25 / 70.90=0.06 mol
Stoïgiometriese verhouding tussen Al en Cl2=2:3
Daarom reageer 2 mol Al met 3 mol Cl2. Dan is die hoeveelheid Cl2 wat nodig is om met 0.52 mol Al te reageer=(3/2) x 0.52=0.78 mol
Maar net 0,06 mol is teenwoordig. Daarom is Cl2 die beperkende reagens hier. Dan word die teoretiese opbrengs bereken deur gebruik te maak van die hoeveelheid Al wat in die reaksiemengsel teenwoordig is.
Teoretiese opbrengs=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g
As die werklike opbrengs verkry uit die eksperiment gegee word as 4.33g, dan kan die persentasie opbrengs soos volg bereken word.
Persentasie opbrengs=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%
Wat is die ooreenkomste tussen atoomekonomie en persentasie-opbrengs?
- Beide atoomekonomie en persentasie-opbrengs is persentasies.
- Beide atoomekonomie en persentasie opbrengs is baie nuttig om die doeltreffendheid van 'n chemiese proses te bepaal.
Wat is die verskil tussen atoomekonomie en persentasie-opbrengs?
Atom-ekonomie teenoor persentasie-opbrengs |
|
| Atoomekonomie is die bepaling van die doeltreffendheid van 'n chemiese sintese met betrekking tot die atome wat tydens die sintesereaksie gebruik word. | Persentasie opbrengs is die werklike opbrengs verkry uit 'n chemiese sintesereaksie, met betrekking tot die teoretiese opbrengs. |
| Doel | |
| Atoomekonomie word bereken om die doeltreffendheid van 'n proses te skat en om die vermorsing van atome te bepaal. | Persentasie-opbrengs word bereken om die hoeveelheid produk wat prakties gegee word, te bepaal in vergelyking met die teoretiese verwagtinge. |
| Berekening | |
| Atoomekonomie word bereken deur die molêre massa van die verlangde produk te deel deur die molêre massa van al die reaktante | Persentasie-opbrengs word bereken deur die werklike opbrengs van die produk van die teoretiese opbrengs van die produk af te dui. |
Opsomming – Atoom-ekonomie vs persentasie-opbrengs
Atoomekonomie en persentasie-opbrengs is persentasiewaardes wat met betrekking tot chemiese reaksies bereken word. Die sleutelverskil tussen atoomekonomie en persentasie opbrengs is dat atoomekonomie bereken word deur die molêre massa van die verlangde produk te deel deur die molêre massa van al die reaktante, terwyl persentasie opbrengs bereken word deur die werklike opbrengs van die produk van die teoretiese opbrengs van die produk.
