تفاوت کلیدی – اقتصاد اتمی در مقابل بازده درصد
اقتصاد اتم و درصد بازده برای تعیین کارایی سنتز شیمیایی استفاده می شود. تعیین اقتصاد اتمی بسیار مهم است زیرا جزئیاتی در مورد سبزتر بودن فرآیند ارائه می دهد. همچنین نشان دهنده هدر رفتن اتم ها در طول فرآیند است. درصد بازده مقدار محصولی است که توسط یک واکنش شیمیایی با توجه به مقدار محاسبه شده مورد انتظار (مقدار نظری) داده می شود. تفاوت اصلی بین اقتصاد اتمی و درصد بازده در این است که اقتصاد اتمی با تقسیم جرم مولی محصول مورد نظر بر جرم مولی همه واکنش دهنده ها محاسبه می شود در حالی که درصد بازده با غوطه ور کردن بازده واقعی محصول از بازده نظری محاسبه می شود. محصول.
Atom Economy چیست؟
اقتصاد اتم یا کارایی اتم، تعیین کارایی یک سنتز شیمیایی با توجه به اتم‌هایی است که در طی واکنش سنتز استفاده می‌شوند. اگر اقتصاد اتمی 100% باشد، به این معنی است که تمام اتم هایی که در فرآیند دخیل بوده اند در طول فرآیند استفاده شده اند. این بدان معنی است که تمام اتم های موجود در واکنش دهنده ها به اتم های محصول تبدیل شده اند. اگر اقتصاد اتمی یک فرآیند بالا باشد، به آن فرآیند سبز می گویند.
معادله برای محاسبه اقتصاد اتمی
تعیین اقتصاد اتمی را می توان از طریق رابطه زیر انجام داد.
اقتصاد اتم=(جرم مولی محصول مورد نظر/ جرم مولی همه واکنش دهنده ها) x 100%
شکل 1: تغییر اقتصاد اتم بر اساس پارامترهای مختلف
در یک فرآیند ایده آل، تمام اتم های موجود در واکنش دهنده ها توسط فرآیند مصرف می شوند و به واکنش دهنده تبدیل می شوند. از این رو، هیچ اتمی هدر نمی رود. اما در فرآیندهای واقعی، اقتصاد اتمی کمتر از 100 درصد است. این به دلیل تولید محصولات جانبی به جای دادن تنها محصول مورد نظر است. وقتی صحبت از فرآیند مصرف مواد اولیه پرهزینه می شود، این یک نگرانی عمده است.
مثال
تولید انیدرید مالئیک از بنزن. این یک واکنش اکسیداسیون است. واکنش دهنده های درگیر در این فرآیند، بنزن و اکسیژن مولکولی هستند.
بنزن + 4.5 اکسیژن → انیدرید مالئیک + 2 دی اکسید کربن + 2 آب
جرم مولی محصول مورد نظر=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 گرم در مول
جرم مولی همه واکنش دهنده ها. بنزن=(12×6) + (1×6)
=78 گرم در مول
اکسیژن مولکولی=4.5(16×2)
=144 گرم در مول
جرم کل واکنش دهنده ها=78 + 144
=222 گرم در مول
Atom Economic=(98/222) x 100%
=44.14%
درصد بازده چیست؟
درصد بازده (که بازده درصد نیز نامیده می شود) بازده واقعی به دست آمده از یک واکنش سنتز شیمیایی با توجه به بازده نظری است. مقدار به صورت درصد داده شده است. بازده واقعی چیزی است که از آزمایش به دست می آوریم در حالی که بازده نظری مقدار محاسبه شده از معادله واکنش شیمیایی با در نظر گرفتن استوکیومتری است.
هنگام محاسبه بازده نظری، باید معرف محدود کننده را در نظر گرفت. معرف محدود کننده یا واکنش دهنده محدود کننده واکنش دهنده ای است که تعیین می کند چه مقدار از محصول ساخته شده است. واکنش دهنده محدود کننده در طول واکنش مصرف می شود، جایی که سایر واکنش دهنده ها حتی پس از اتمام واکنش باقی می مانند، زیرا آنها معرف های اضافی هستند.
چگونه معرف محدود کننده را پیدا کنیم؟
Ex: اجازه دهید واکنش بین گاز Al (14 گرم) و کلر2 (4.25 گرم) را در نظر بگیریم. محصول نهایی AlCl3 است.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
مول های Al موجود=14 / 26.98=0.52 مول
مول Cl2 موجود=4.25 / 70.90=0.06 mol
نسبت استوکیومتری بین Al و Cl2=2:3
بنابراین، 2 مول Al با 3 مول کلر واکنش می دهند2. سپس مقدار Cl2 لازم برای واکنش با 0.52 مول Al=(3/2) x 0.52=0.78 mol است.
اما، فقط 0.06 مول موجود است. بنابراین، Cl2 معرف محدود کننده در اینجا است. سپس بازده نظری با استفاده از مقدار Al موجود در مخلوط واکنش محاسبه می شود.
بازده نظری=(2/3) x 0.06 x 133.3=5.33 گرم
اگر بازده واقعی به دست آمده از آزمایش 4.33 گرم باشد، درصد بازده را می توان به صورت زیر محاسبه کرد.
درصد بازده=(4.33 / 5.33) x 100%=81.24%
شباهت‌های بین اقتصاد اتمی و بازده درصد چیست؟
- هم اقتصاد اتمی و هم درصد بازده درصد هستند.
- هم اقتصاد اتمی و هم درصد بازده برای تعیین کارایی یک فرآیند شیمیایی بسیار مفید هستند.
تفاوت بین اقتصاد اتمی و درصد بازده چیست؟
اقتصاد اتم در مقابل بازده درصد |
|
| اقتصاد اتم، تعیین کارایی یک سنتز شیمیایی با توجه به اتم های مورد استفاده در طی واکنش سنتز است. | درصد بازدهی بازده واقعی به دست آمده از یک واکنش سنتز شیمیایی با توجه به بازده نظری است. |
| هدف | |
| اقتصاد اتم برای تخمین کارایی یک فرآیند و تعیین اتلاف اتم ها محاسبه می شود. | درصد بازده برای تعیین مقدار محصول ارائه شده به طور عملی در مقایسه با انتظارات نظری محاسبه می شود. |
| محاسبه | |
| اقتصاد اتم با تقسیم جرم مولی محصول مورد نظر بر جرم مولی همه واکنش دهنده ها محاسبه می شود. | درصد بازدهی با جدا کردن بازده واقعی محصول از بازده نظری محصول محاسبه می شود. |
خلاصه - اقتصاد اتمی در مقابل بازده درصد
اقتصاد اتم و درصد بازده مقادیر درصدی هستند که در رابطه با واکنش های شیمیایی محاسبه می شوند. تفاوت اصلی بین اقتصاد اتمی و درصد بازده در این است که اقتصاد اتمی با تقسیم جرم مولی محصول مورد نظر بر جرم مولی همه واکنش دهنده ها محاسبه می شود در حالی که درصد بازده با غوطه ور کردن بازده واقعی محصول از بازده نظری محاسبه می شود. محصول.
