Pagrindinis skirtumas – atominė ekonomika ir procentinė pajamingumas
Cheminės sintezės efektyvumui nustatyti naudojama atomo ekonomiškumas ir procentinė išeiga. Atominės ekonomikos nustatymas yra labai svarbus, nes jis suteikia išsamios informacijos apie tai, koks ekologiškesnis yra procesas. Tai taip pat rodo atomų švaistymą proceso metu. Procentinė išeiga yra produkto kiekis, gaunamas cheminės reakcijos metu, atsižvelgiant į numatomą apskaičiuotą kiekį (teorinį kiekį). pagrindinis skirtumas tarp atomo ekonomiškumo ir procentinės išeigos yra tas, kad atomo ekonomiškumas apskaičiuojamas dalijant norimo produkto molinę masę iš visų reagentų molinės masės, o procentinė išeiga apskaičiuojama faktinę produkto išeigą padalijus iš teorinės produktas.
Kas yra atominė ekonomika?
Atomo ekonomiškumas arba atomo efektyvumas – tai cheminės sintezės efektyvumo nustatymas atomų, naudojamų sintezės reakcijos metu, atžvilgiu. Jei atomo ekonomiškumas yra 100%, tai reiškia, kad proceso metu buvo panaudoti visi procese dalyvavę atomai. Tai reiškia, kad visi reagentų atomai buvo paversti produkto atomais. Jei proceso atomo ekonomiškumas yra didelis, jis vadinamas žaliuoju procesu.
Atominės ekonomikos skaičiavimo lygtis
Atomo ekonomiškumą galima nustatyti naudojant šią lygtį.
Atominė ekonomija=(norimo produkto molinė masė / visų reagentų molinė masė) x 100 %
1 pav. Atominės ekonomikos kitimas pagal skirtingus parametrus
Idealaus proceso metu visi reagentų atomai yra sunaudojami proceso metu ir paverčiami reagentais. Vadinasi, joks atomas nėra švaistomas. Tačiau faktiniuose procesuose atomo ekonomiškumas yra mažesnis nei 100%. Taip yra dėl to, kad gaminami šalutiniai produktai, o ne duodama tik norimą produktą. Tai kelia didelį susirūpinimą, kai kalbama apie procesą, kurio metu sunaudojamos brangios žaliavos.
Pavyzdys
Maleino anhidrido gamyba iš benzeno. Tai oksidacijos reakcija; procese dalyvaujantys reagentai yra benzenas ir molekulinis deguonis.
benzenas + 4,5 deguonis → maleino anhidridas + 2 anglies dioksidas + 2 vanduo
Norimo produkto molinė masė=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Visų reagentų molinė masė; benzenas=(12 × 6) + (1 × 6)
=78 g/mol
Molekulinis deguonis=4,5(16×2)
=144 g/mol
Bendra reagentų masė=78 + 144
=222 g/mol
Atom ekonomija=(98/222) x 100 %
=44,14 %
Kas yra procentinė pajamingumas?
Procentinė išeiga (taip pat vadinama procentine išeiga) yra faktinė išeiga, gauta cheminės sintezės reakcijos metu, atsižvelgiant į teorinę išeigą. Vertė pateikiama procentais. Faktinė išeiga yra tai, ką gauname iš eksperimento, o teorinė išeiga yra vertė, apskaičiuota pagal cheminės reakcijos lygtį, atsižvelgiant į stechiometriją.
Skaičiuojant teorinę išeigą, reikia atsižvelgti į ribojantį reagentą. Ribojantis reagentas arba ribojantis reagentas yra reagentas, kuris nustato, kiek gaminio buvo pagaminta. Ribuojantis reagentas sunaudojamas reakcijos metu, kai kiti reagentai lieka net pasibaigus reakcijai, nes jie yra reagentų perteklius.
Kaip rasti ribinį reagentą?
Pvz.: panagrinėkime Al (14 g) ir Cl2 (4,25 g) dujų reakciją. Galutinis produktas yra AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Esami Al moliai=14 /26,98=0,52 mol
Cl2 moliai=4,25 / 70,90=0,06 mol
Stechiometrinis santykis tarp Al ir Cl2=2:3
Todėl 2 moliai Al reaguoja su 3 moliais Cl2. Tada Cl2 kiekis, reikalingas reaguoti su 0,52 molio Al yra=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Tačiau yra tik 0,06 molio. Todėl Cl2 yra ribojantis reagentas. Tada teorinė išeiga apskaičiuojama naudojant reakcijos mišinyje esantį Al kiekį.
Teorinė išeiga=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g
Jei faktinis išeiga, gauta iš eksperimento, yra 4,33 g, tada procentinį derlių galima apskaičiuoti taip.
Procentinis pelnas=(4,33 / 5,33) x 100 %=81,24 %
Kokie yra atominės ekonomikos ir procentinės išeigos panašumai?
- Ir atomo ekonomiškumas, ir procentinė išeiga yra procentai.
- Tiek atomo ekonomiškumas, tiek procentinė išeiga yra labai naudingi nustatant cheminio proceso efektyvumą.
Kuo skiriasi atominė ekonomika ir procentinė išeiga?
Atom Economy vs procentinė pajamingumas |
|
| Atominė ekonomija – tai cheminės sintezės efektyvumo nustatymas, atsižvelgiant į sintezės reakcijos metu naudojamus atomus. | Procentinė išeiga yra faktinė išeiga, gauta cheminės sintezės reakcijos metu, atsižvelgiant į teorinę išeigą. |
| Paskirtis | |
| Atomo ekonomija apskaičiuojama siekiant įvertinti proceso efektyvumą ir nustatyti atomų švaistymą. | Procentinė išeiga apskaičiuojama siekiant praktiškai nustatyti duodamo produkto kiekį, palyginti su teoriniais lūkesčiais. |
| Skaičiavimas | |
| Atomo ekonomiškumas apskaičiuojamas dalijant norimo produkto molinę masę iš visų reagentų molinės masės | Procentinė išeiga apskaičiuojama faktinę produkto išeigą atskiriant iš teorinės produkto išeigos. |
Santrauka – atominė ekonomika ir procentinė pajamingumas
Atomo ekonomiškumas ir procentinė išeiga yra procentinės reikšmės, kurios apskaičiuojamos atsižvelgiant į chemines reakcijas. pagrindinis skirtumas tarp atomo ekonomiškumo ir procentinės išeigos yra tas, kad atomo ekonomiškumas apskaičiuojamas dalijant norimo produkto molinę masę iš visų reagentų molinės masės, o procentinė išeiga apskaičiuojama faktinę produkto išeigą padalijus iš teorinės produktas.
