Belangrijk verschil - Atoomeconomie versus procentuele opbrengst
Atomaire economie en procentuele opbrengst worden gebruikt om de efficiëntie van chemische synthese te bepalen. Bepaling van de atoomeconomie is erg belangrijk omdat het details geeft over hoe groener het proces is. Het geeft ook de verspilling van atomen tijdens het proces aan. Percentage opbrengst is de hoeveelheid product die door een chemische reactie wordt gegeven ten opzichte van de verwachte berekende hoeveelheid (de theoretische hoeveelheid). Het belangrijkste verschil tussen atoomeconomie en procentuele opbrengst is dat atoomeconomie wordt berekend door de molaire massa van het gewenste product te delen door de molaire massa van alle reactanten, terwijl de procentuele opbrengst wordt berekend door de werkelijke opbrengst van het product te duiken van de theoretische opbrengst van het product.
Wat is atoomeconomie?
Atoomeconomie of atoomefficiëntie is de bepaling van de efficiëntie van een chemische synthese met betrekking tot de atomen die tijdens de synthesereactie worden gebruikt. Als de atoomeconomie 100% is, betekent dit dat alle atomen die bij het proces betrokken waren, tijdens het proces zijn gebruikt. Dit betekent dat alle atomen in de reactanten zijn omgezet in atomen van het product. Als de atoomeconomie van een proces hoog is, wordt het een groen proces genoemd.
Vergelijking voor Atom Economy-berekening
De bepaling van de atoomeconomie kan worden gedaan via de volgende vergelijking.
Atoomeconomie=(molmassa van gewenst product/molmassa van alle reactanten) x 100%
Figuur 1: Variatie van atoomeconomie op basis van verschillende parameters
In een ideaal proces worden alle atomen in de reactanten door het proces opgebruikt en omgezet in reactanten. Er gaat dus geen atoom verloren. Maar in werkelijke processen is de atoomeconomie lager dan 100%. Dit komt door de productie van bijproducten in plaats van alleen het gewenste product te geven. Dit is een grote zorg als het gaat om het proces waarbij dure grondstoffen worden verbruikt.
Voorbeeld
Productie van maleïnezuuranhydride uit benzeen. Dit is een oxidatiereactie; de reactanten die bij het proces betrokken zijn, zijn benzeen en moleculaire zuurstof.
Benzeen + 4.5zuurstof → maleïnezuuranhydride + 2kooldioxide + 2water
Molmassa van gewenst product=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Molmassa van alle reactanten; benzeen=(12×6) + (1×6)
=78 g/mol
Moleculaire zuurstof=4,5 (16×2)
=144 g/mol
De totale massa van reactanten=78 + 144
=222 g/mol
Atoomeconomie=(98/222) x 100%
=44,14%
Wat is procentuele opbrengst?
Percentage opbrengst (ook wel opbrengstpercentage genoemd) is de werkelijke opbrengst die wordt verkregen uit een chemische synthesereactie, ten opzichte van de theoretische opbrengst. De waarde wordt gegeven als een percentage. De werkelijke opbrengst is wat we uit het experiment halen, terwijl de theoretische opbrengst de waarde is die wordt berekend uit de vergelijking van de chemische reactie, rekening houdend met de stoichiometrie.
Bij het berekenen van de theoretische opbrengst moet men rekening houden met het beperkende reagens. Beperkend reagens of beperkende reactant is de reactant die bepa alt hoeveel van het product is gemaakt. De beperkende reactant wordt verbruikt tijdens de reactie, terwijl andere reactanten achterblijven, zelfs na voltooiing van de reactie, omdat het overmatige reagentia zijn.
Hoe het beperkende reagens te vinden?
Ex: Laten we eens kijken naar de reactie tussen Al (14 g) en Cl2 (4,25 g) gas. Het eindproduct is AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Thee mol Al aanwezig=14 /26,98=0,52 mol
De mol van Cl2 aanwezig=4,25 / 70,90=0,06 mol
Stoichiometrische verhouding tussen Al en Cl2=2:3
Daarom reageren 2 mol Al met 3 mol Cl2. Dan is de hoeveelheid Cl2 die nodig is om te reageren met 0,52 mol Al=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Maar er is slechts 0,06 mol aanwezig. Daarom is Cl2 hier het beperkende reagens. Vervolgens wordt de theoretische opbrengst berekend met behulp van de hoeveelheid Al die in het reactiemengsel aanwezig is.
Theoretische opbrengst=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g
Als de werkelijke opbrengst van het experiment 4,33 g is, kan de procentuele opbrengst als volgt worden berekend.
Percentage opbrengst=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%
Wat zijn de overeenkomsten tussen atoomeconomie en procentuele opbrengst?
- Zowel de atoomeconomie als de procentuele opbrengst zijn percentages.
- Zowel de atoomeconomie als de procentuele opbrengst zijn erg nuttig om de efficiëntie van een chemisch proces te bepalen.
Wat is het verschil tussen atoomeconomie en procentuele opbrengst?
Atomaire economie versus procentuele opbrengst |
|
| Atomaire economie is de bepaling van de efficiëntie van een chemische synthese met betrekking tot de atomen die tijdens de synthesereactie worden gebruikt. | Percentage opbrengst is de werkelijke opbrengst verkregen uit een chemische synthesereactie, met betrekking tot de theoretische opbrengst. |
| Doel | |
| Atomaire economie wordt berekend om de efficiëntie van een proces te schatten en de verspilling van atomen te bepalen. | Percentage opbrengst wordt berekend om de hoeveelheid product praktisch te bepalen in vergelijking met de theoretische verwachtingen. |
| Berekening | |
| Atomaire economie wordt berekend door de molaire massa van het gewenste product te delen door de molaire massa van alle reactanten | Percentage opbrengst wordt berekend door de werkelijke opbrengst van het product te duiken van de theoretische opbrengst van het product. |
Samenvatting – Atoomeconomie versus procentuele opbrengst
Atomaire economie en procentuele opbrengst zijn procentuele waarden die worden berekend met betrekking tot chemische reacties. Het belangrijkste verschil tussen atoomeconomie en procentuele opbrengst is dat atoomeconomie wordt berekend door de molaire massa van het gewenste product te delen door de molaire massa van alle reactanten, terwijl de procentuele opbrengst wordt berekend door de werkelijke opbrengst van het product te duiken van de theoretische opbrengst van het product.
