Diferencia clave: economía de átomos frente a rendimiento porcentual
La economía de átomos y el rendimiento porcentual se utilizan para determinar la eficiencia de la síntesis química. La determinación de la economía del átomo es muy importante porque brinda detalles sobre cuán más verde es el proceso. También indica el desperdicio de átomos durante el proceso. El rendimiento porcentual es la cantidad de producto dada por una reacción química con respecto a la cantidad calculada esperada (la cantidad teórica). La diferencia clave entre la economía del átomo y el rendimiento porcentual es que la economía del átomo se calcula dividiendo la masa molar del producto deseado por la masa molar de todos los reactivos, mientras que el rendimiento porcentual se calcula dividiendo el rendimiento real del producto a partir del rendimiento teórico de el producto.
CONTENIDO
1. Descripción general y diferencia clave
2. Qué es la economía atómica
3. Qué es el rendimiento porcentual
4. Similitudes entre la economía del átomo y el rendimiento porcentual
5. Comparación lado a lado: economía del átomo frente al rendimiento porcentual en forma tabular
6. Resumen
¿Qué es Atom Economy?
La economía del átomo o eficiencia del átomo es la determinación de la eficiencia de una síntesis química con respecto a los átomos utilizados durante la reacción de síntesis. Si la economía del átomo es del 100%, significa que todos los átomos que participaron en el proceso se han utilizado durante el proceso. Esto significa que todos los átomos de los reactivos se han convertido en átomos del producto. Si la economía de átomos de un proceso es alta, se denomina proceso verde.
Ecuación para el cálculo de la economía del átomo
La determinación de la economía del átomo se puede realizar mediante la siguiente ecuación.
Economía del átomo = (masa molar del producto deseado / masa molar de todos los reactivos) x 100%
Figura 1: Variación de la economía del átomo basada en diferentes parámetros
En un proceso ideal, todos los átomos de los reactivos se consumen en el proceso y se convierten en reactivos. Por tanto, no se desperdicia ningún átomo. Pero en los procesos reales, la economía del átomo es inferior al 100%. Esto se debe a la producción de subproductos en lugar de dar solo el producto deseado. Esta es una preocupación importante cuando se trata del proceso que consume materias primas de alto costo.
Ejemplo
Producción de anhídrido maleico a partir de benceno. Esta es una reacción de oxidación; los reactivos involucrados en el proceso son benceno y oxígeno molecular.
Benceno + 4.5 oxígeno → anhídrido maleico + 2 dióxido de carbono + 2 agua
Masa molar del producto deseado = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)
= 98 g / mol
Masa molar de todos los reactivos; benceno = (12 × 6) + (1 × 6)
= 78 g / mol
Oxígeno molecular = 4.5 (16 × 2)
= 144 g / mol
La masa total de reactivos = 78 + 144
= 222 g / mol
Economía del átomo = (98/222) x 100%
= 44,14%
¿Qué es el porcentaje de rendimiento?
El rendimiento porcentual (también llamado rendimiento porcentual) es el rendimiento real obtenido de una reacción de síntesis química, con respecto al rendimiento teórico. El valor se da como porcentaje. El rendimiento real es el que obtenemos del experimento mientras que el rendimiento teórico es el valor calculado a partir de la ecuación de la reacción química, considerando la estequiometría.
Al calcular el rendimiento teórico, se debe considerar el reactivo limitante. El reactivo limitante o el reactivo limitante es el reactivo que determina la cantidad de producto que se ha elaborado. El reactivo limitante se consume durante la reacción donde otros reactivos permanecen incluso después de la finalización de la reacción porque son reactivos en exceso.
¿Cómo encontrar el reactivo limitante?
Ej.: Consideremos la reacción entre el gas Al (14 g) y Cl 2 (4.25 g). El producto final es AlCl 3.
2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3
Los moles de Al presentes = 14 / 26,98 = 0,52 mol
Los moles de Cl 2 presentes = 4.25 / 70.90 = 0.06 mol
Relación estequiométrica entre Al y Cl 2 = 2: 3
Por lo tanto, 2 moles de Al reaccionan con 3 moles de Cl 2. Entonces, la cantidad de Cl 2 necesaria para reaccionar con 0,52 mol de Al es = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol
Pero solo hay 0,06 moles. Por tanto, el Cl 2 es aquí el reactivo limitante. Luego se calcula el rendimiento teórico usando la cantidad de Al presente en la mezcla de reacción.
Rendimiento teórico = (2/3) x 0.06 x 133.3 = 5.33 g
Si el rendimiento real obtenido del experimento es de 4,33 g, el porcentaje de rendimiento se puede calcular de la siguiente manera.
Rendimiento porcentual = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%
¿Cuáles son las similitudes entre la economía atómica y el porcentaje de rendimiento?
- Tanto la economía del átomo como el rendimiento porcentual son porcentajes.
- Tanto la economía del átomo como el rendimiento porcentual son muy útiles para determinar la eficiencia de un proceso químico.
¿Cuál es la diferencia entre economía atómica y rendimiento porcentual?
Diferencia del medio del artículo antes de la mesa
Economía de átomo vs porcentaje de rendimiento |
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| La economía de átomos es la determinación de la eficiencia de una síntesis química con respecto a los átomos utilizados durante la reacción de síntesis. | El rendimiento porcentual es el rendimiento real obtenido de una reacción de síntesis química, con respecto al rendimiento teórico. |
| Propósito | |
| La economía de átomos se calcula para estimar la eficiencia de un proceso y para determinar el desperdicio de átomos. | El rendimiento porcentual se calcula para determinar la cantidad de producto entregado prácticamente en comparación con las expectativas teóricas. |
| Cálculo | |
| La economía del átomo se calcula dividiendo la masa molar del producto deseado por la masa molar de todos los reactivos. | El rendimiento porcentual se calcula sumergiendo el rendimiento real del producto a partir del rendimiento teórico del producto. |
Resumen: economía de átomos frente a porcentaje de rendimiento
La economía del átomo y el rendimiento porcentual son valores porcentuales que se calculan con respecto a las reacciones químicas. La diferencia clave entre la economía del átomo y el rendimiento porcentual es que la economía del átomo se calcula dividiendo la masa molar del producto deseado por la masa molar de todos los reactivos, mientras que el rendimiento porcentual se calcula dividiendo el rendimiento real del producto a partir del rendimiento teórico de el producto.
