Nøgleforskel – Atomøkonomi vs. procentudbytte
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 indikerer også spild af atomer under processen. Procentudbytte er mængden af produkt givet ved en kemisk reaktion i forhold til den forventede beregnede mængde (den teoretiske mængde). Den vigtigste forskel mellem atomøkonomi og procentvis udbytte er, at atomøkonomi beregnes ved at dividere molmassen af det ønskede produkt med molmassen af alle reaktanterne, hvorimod procentudbytte beregnes ved at dykke det faktiske udbytte af produktet fra det teoretiske udbytte af produktet.
Hvad er Atom Economy?
Atomøkonomi eller atomeffektivitet er bestemmelsen af effektiviteten af en kemisk syntese i forhold til de atomer, der anvendes under syntesereaktionen. Hvis atomøkonomien er 100 %, betyder det, at alle de atomer, der var involveret i processen, er blevet brugt under processen. Dette betyder, at alle atomer i reaktanterne er blevet omdannet til atomer af produktet. Hvis atomøkonomien i en proces er høj, kaldes det en grøn proces.
ligning for atomøkonomiberegning
Bestemmelsen af atomøkonomien kan foretages via følgende ligning.
Atomøkonomi=(molær masse af ønsket produkt/molær masse af alle reaktanter) x 100%
Figur 1: Variation af atomøkonomi baseret på forskellige parametre
I en ideel proces bliver alle atomer i reaktanterne brugt op af processen og omdannes til reaktanter. Derfor er intet atom spildt. Men i faktiske processer er atomøkonomien lavere end 100%. Dette skyldes produktionen af biprodukter i stedet for kun at give det ønskede produkt. Dette er en stor bekymring, når det kommer til den proces, der forbruger dyre råvarer.
Eksempel
Produktion af maleinsyreanhydrid fra benzen. Dette er en oxidationsreaktion; reaktanterne involveret i processen er benzen og molekylært oxygen.
Benzen + 4.5oxygen → maleinsyreanhydrid + 2kuldioxid + 2vand
Molær masse af det ønskede produkt=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Molar masse af alle reaktanter; benzen=(12×6) + (1×6)
=78 g/mol
Molekylær oxygen=4,5(16×2)
=144 g/mol
Den samlede masse af reaktanter=78 + 144
=222 g/mol
Atom økonomi=(98/222) x 100 %
=44,14 %
Hvad er procentudbytte?
Procentudbytte (også kaldet procentudbytte) er det faktiske udbytte opnået ved en kemisk syntesereaktion i forhold til det teoretiske udbytte. Værdien er angivet i procent. Det faktiske udbytte er, hvad vi opnår fra eksperimentet, hvorimod teoretisk udbytte er værdien beregnet ud fra ligningen for den kemiske reaktion, i betragtning af støkiometrien.
Når man beregner det teoretiske udbytte, bør man overveje det begrænsende reagens. Begrænsende reagens eller begrænsende reaktant er den reaktant, der bestemmer, hvor meget af produktet, der er blevet fremstillet. Den begrænsende reaktant forbruges under reaktionen, hvor andre reaktanter forbliver selv efter afslutningen af reaktionen, fordi de er overskydende reagenser.
Hvordan finder man 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
Dine mol af Al til stede=14 /26,98=0,52 mol
Mollerne af Cl2 til stede=4,25 / 70,90=0,06 mol
Støkiometrisk forhold mellem Al og Cl2=2:3
Derfor reagerer 2 mol Al med 3 mol Cl2. Så er mængden af Cl2, der kræves for at reagere med 0,52 mol Al=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Men, kun 0,06 mol er til stede. Derfor er Cl2 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 til 4,33 g, kan det procentvise udbytte beregnes som følger.
Procentudbytte=(4,33 / 5,33) x 100 %=81,24 %
Hvad er lighederne mellem atomøkonomi og udbytte i procent?
- Både atomøkonomi og procentvis udbytte er procenter.
- Både atomøkonomi og procentvis udbytte er meget nyttige til at bestemme effektiviteten af en kemisk proces.
Hvad er forskellen mellem atomøkonomi og udbytte i procent?
Atom Economy vs Percentage Yield |
|
| Atomøkonomi er bestemmelsen af effektiviteten af en kemisk syntese i forhold til de atomer, der bruges under syntesereaktionen. | Procentudbytte er det faktiske udbytte opnået ved en kemisk syntesereaktion i forhold til det teoretiske udbytte. |
| Formål | |
| Atomøkonomi beregnes til at estimere effektiviteten af en proces og til at bestemme spild af atomer. | Procentudbytte beregnes for at bestemme mængden af produkt givet praktisk sammenlignet med de teoretiske forventninger. |
| Beregning | |
| Atomøkonomi beregnes ved at dividere molmassen af det ønskede produkt med molmassen af alle reaktanterne | Procentudbytte beregnes ved at dykke det faktiske udbytte af produktet fra det teoretiske udbytte af produktet. |
Oversigt – Atom-økonomi vs. procentudbytte
Atomøkonomi og procentvis udbytte er procentværdier, der beregnes med hensyn til kemiske reaktioner. Den vigtigste forskel mellem atomøkonomi og procentvis udbytte er, at atomøkonomi beregnes ved at dividere molmassen af det ønskede produkt med molmassen af alle reaktanterne, hvorimod procentudbytte beregnes ved at dykke det faktiske udbytte af produktet fra det teoretiske udbytte af produktet.
