Hauptunterschied – Atomökonomie vs. prozentualer Ertrag
Atomökonomie und prozentuale Ausbeute werden verwendet, um die Effizienz der chemischen Synthese zu bestimmen. Die Bestimmung der Atomökonomie ist sehr wichtig, weil sie Details darüber liefert, wie umweltfreundlicher der Prozess ist. Es zeigt auch die Verschwendung von Atomen während des Prozesses an. Die prozentuale Ausbeute ist die Produktmenge, die durch eine chemische Reaktion in Bezug auf die erwartete berechnete Menge (die theoretische Menge) entsteht. Der Hauptunterschied zwischen Atomökonomie und prozentualer Ausbeute besteht darin, dass die Atomökonomie berechnet wird, indem die Molmasse des gewünschten Produkts durch die Molmasse aller Reaktanten dividiert wird, während die prozentuale Ausbeute berechnet wird, indem die tatsächliche Ausbeute des Produkts von der theoretischen Ausbeute dividiert wird das Produkt.
Was ist Atomwirtschaft?
Atomökonomie oder Atomeffizienz ist die Bestimmung der Effizienz einer chemischen Synthese in Bezug auf die während der Synthesereaktion verwendeten Atome. Wenn die Atomökonomie 100 % beträgt, bedeutet dies, dass alle Atome, die an dem Prozess beteiligt waren, während des Prozesses verwendet wurden. Das bedeutet, dass alle Atome in den Reaktanten in Atome des Produkts umgewandelt wurden. Wenn die Atomökonomie eines Prozesses hoch ist, spricht man von einem grünen Prozess.
Gleichung zur Berechnung der Atomökonomie
Die Bestimmung der Atomökonomie kann über die folgende Gleichung erfolgen.
Atomökonomie=(Molmasse des gewünschten Produkts/Molmasse aller Reaktanten) x 100%
Abbildung 1: Variation der Atomökonomie basierend auf verschiedenen Parametern
In einem idealen Prozess werden alle Atome in den Reaktanten durch den Prozess verbraucht und in Reaktanten umgewandelt. Daher wird kein Atom verschwendet. Aber in tatsächlichen Prozessen liegt die Atomökonomie unter 100 %. Dies liegt an der Produktion von Nebenprodukten, anstatt nur das gewünschte Produkt zu ergeben. Dies ist ein großes Problem, wenn es um den Prozess geht, der teure Rohstoffe verbraucht.
Beispiel
Herstellung von Maleinsäureanhydrid aus Benzol. Dies ist eine Oxidationsreaktion; die am Prozess beteiligten Reaktanten sind Benzol und molekularer Sauerstoff.
Benzol + 4,5Sauerstoff → Maleinsäureanhydrid + 2Kohlendioxid + 2Wasser
Molmasse des gewünschten Produkts=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Molmasse aller Reaktanten; Benzol=(12×6) + (1×6)
=78 g/mol
Molekularer Sauerstoff=4,5(16×2)
=144 g/mol
Die Gesamtmasse der Reaktanten=78 + 144
=222 g/mol
Atomökonomie=(98/222) x 100%
=44,14%
Was ist die prozentuale Rendite?
Die prozentuale Ausbeute (auch prozentuale Ausbeute genannt) ist die tatsächliche Ausbeute einer chemischen Synthesereaktion im Vergleich zur theoretischen Ausbeute. Der Wert wird in Prozent angegeben. Die tatsächliche Ausbeute ist das, was wir aus dem Experiment erh alten, während die theoretische Ausbeute der Wert ist, der aus der Gleichung der chemischen Reaktion unter Berücksichtigung der Stöchiometrie berechnet wird.
Bei der Berechnung der theoretischen Ausbeute sollte man das limitierende Reagenz berücksichtigen. Limitierendes Reagenz oder limitierender Reaktant ist der Reaktant, der bestimmt, wie viel von dem Produkt hergestellt wurde. Der limitierende Reaktant wird während der Reaktion verbraucht, wobei andere Reaktanten auch nach Beendigung der Reaktion verbleiben, da sie überschüssige Reagenzien sind.
Wie finde ich das limitierende Reagenz?
Bsp.: Betrachten wir die Reaktion zwischen Al (14 g) und Cl2 (4,25 g) Gas. Das Endprodukt ist AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Drei Mol Al vorhanden=14 /26,98=0,52 mol
Die Mole von Cl2 vorhanden=4,25 / 70,90=0,06 mol
Stöchiometrisches Verhältnis zwischen Al und Cl2=2:3
Daher reagieren 2 Mol Al mit 3 Mol Cl2. Dann ist die Menge an Cl2, die erforderlich ist, um mit 0,52 mol Al zu reagieren,=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Aber es sind nur 0,06 mol vorhanden. Daher ist Cl2 hier das limitierende Reagenz. Anschließend wird die theoretische Ausbeute anhand der im Reaktionsgemisch vorhandenen Al-Menge berechnet.
Theoretische Ausbeute=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g
Wenn die tatsächliche Ausbeute aus dem Experiment mit 4,33 g angegeben wird, dann kann die prozentuale Ausbeute wie folgt berechnet werden.
Prozentuale Rendite=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Atomökonomie und prozentualer Rendite?
- Sowohl Atom Economy als auch Percentage Yield sind Prozentsätze.
- Sowohl die Atomökonomie als auch die prozentuale Ausbeute sind sehr nützlich, um die Effizienz eines chemischen Prozesses zu bestimmen.
Was ist der Unterschied zwischen Atomökonomie und prozentualer Rendite?
Atomökonomie vs. prozentuale Rendite |
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| Atomökonomie ist die Bestimmung der Effizienz einer chemischen Synthese in Bezug auf die während der Synthesereaktion verwendeten Atome. | Prozentuale Ausbeute ist die tatsächliche Ausbeute einer chemischen Synthesereaktion in Bezug auf die theoretische Ausbeute. |
| Zweck | |
| Atomökonomie wird berechnet, um die Effizienz eines Prozesses abzuschätzen und die Verschwendung von Atomen zu bestimmen. | Die prozentuale Ausbeute wird berechnet, um die praktisch abgegebene Produktmenge im Vergleich zu den theoretischen Erwartungen zu bestimmen. |
| Berechnung | |
| Die Atomökonomie wird berechnet, indem die Molmasse des gewünschten Produkts durch die Molmasse aller Reaktanten dividiert wird | Die prozentuale Ausbeute wird berechnet, indem die tatsächliche Ausbeute des Produkts von der theoretischen Ausbeute des Produkts dividiert wird. |
Zusammenfassung – Atom Economy vs. Percentage Yield
Atomökonomie und prozentuale Ausbeute sind Prozentwerte, die über chemische Reaktionen berechnet werden. Der Hauptunterschied zwischen Atomökonomie und prozentualer Ausbeute besteht darin, dass die Atomökonomie berechnet wird, indem die Molmasse des gewünschten Produkts durch die Molmasse aller Reaktanten dividiert wird, während die prozentuale Ausbeute berechnet wird, indem die tatsächliche Ausbeute des Produkts von der theoretischen Ausbeute dividiert wird das Produkt.
