Dallimi kryesor – Ekonomia e atomit kundrejt rendimentit të përqindjes
Ekonomia e atomit dhe rendimenti në përqindje përdoren për të përcaktuar efikasitetin e sintezës kimike. Përcaktimi i ekonomisë së atomit është shumë i rëndësishëm sepse jep detaje se sa më i gjelbër është procesi. Ai gjithashtu tregon humbjen e atomeve gjatë procesit. Rendimenti në përqindje është sasia e produktit e dhënë nga një reaksion kimik në lidhje me sasinë e llogaritur të pritur (sasia teorike). Dallimi kryesor midis ekonomisë së atomit dhe rendimentit të përqindjes është se ekonomia e atomit llogaritet duke pjesëtuar masën molare të produktit të dëshiruar me masën molare të të gjithë reaktantëve, ndërsa rendimenti i përqindjes llogaritet duke zhytur rendimentin aktual të produktit nga rendimenti teorik i produktin.
Çfarë është Ekonomia Atomike?
Ekonomia e atomit ose efikasiteti i atomit është përcaktimi i efikasitetit të një sinteze kimike në lidhje me atomet e përdorura gjatë reaksionit të sintezës. Nëse ekonomia e atomit është 100%, do të thotë që të gjithë atomet që janë përfshirë në proces janë përdorur gjatë procesit. Kjo do të thotë që të gjithë atomet në reaktantë janë shndërruar në atome të produktit. Nëse ekonomia e atomit të një procesi është e lartë, ai quhet proces i gjelbër.
Ekuacion për llogaritjen e ekonomisë atomike
Përcaktimi i ekonomisë atomike mund të bëhet nëpërmjet ekuacionit të mëposhtëm.
Ekonomia e atomit=(masa molare e produktit të dëshiruar/masa molare e të gjithë reaktantëve) x 100%
Figura 1: Ndryshim i ekonomisë së atomit bazuar në parametra të ndryshëm
Në një proces ideal, të gjithë atomet në reaktantë përdoren nga procesi dhe shndërrohen në reaktantë. Prandaj, asnjë atom nuk harxhohet. Por në proceset aktuale, ekonomia e atomit është më e ulët se 100%. Kjo është për shkak të prodhimit të nënprodukteve në vend që të jepet vetëm produkti i dëshiruar. Ky është një shqetësim i madh kur bëhet fjalë për procesin që konsumon lëndë të para me kosto të lartë.
Shembull
Prodhimi i anhidridit maleik nga benzeni. Ky është një reaksion oksidimi; reaktantët e përfshirë në proces janë benzeni dhe oksigjeni molekular.
Benzen + 4,5 oksigjen → anhidrid maleik + 2 dioksid karboni + 2 ujë
Masa molare e produktit të dëshiruar=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 g/mol
Masa molare e të gjithë reaktantëve; benzen=(12×6) + (1×6)
=78 g/mol
Oksigjen molekular=4,5(16×2)
=144 g/mol
Masa totale e reaktantëve=78 + 144
=222 g/mol
Ekonomia e atomit=(98/222) x 100%
=44,14%
Çfarë është rendimenti në përqindje?
Rendimenti në përqindje (i quajtur edhe rendimenti për qind) është rendimenti aktual i marrë nga një reaksion sinteze kimike, në lidhje me rendimentin teorik. Vlera jepet në përqindje. Rendimenti aktual është ai që marrim nga eksperimenti ndërsa rendimenti teorik është vlera e llogaritur nga ekuacioni i reaksionit kimik, duke marrë parasysh stoikiometrinë.
Kur llogaritet rendimenti teorik, duhet marrë parasysh reagenti kufizues. Reagenti kufizues ose reaktanti kufizues është reaktanti që përcakton se sa nga produkti është prodhuar. Reaktanti kufizues konsumohet gjatë reaksionit ku reaktantët e tjerë mbeten edhe pas përfundimit të reaksionit sepse janë reagjentë të tepërt.
Si të gjeni reagentin kufizues?
Psh: Le të shqyrtojmë reaksionin midis gazit Al (14 g) dhe Cl2 (4,25 g). Produkti përfundimtar është AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Një nishan i Al prezent=14 /26,98=0,52 mol
Nyshet e Cl2 të pranishëm=4,25 / 70,90=0,06 mol
Raporti stekiometrik midis Al dhe Cl2=2:3
Prandaj, 2 mole Al reagojnë me 3 mole Cl2. Atëherë sasia e Cl2 e nevojshme për të reaguar me 0,52 mol Al është=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Por, vetëm 0.06 mol është i pranishëm. Prandaj, Cl2 është reagenti kufizues këtu. Pastaj rendimenti teorik llogaritet duke përdorur sasinë e Al të pranishme në përzierjen e reaksionit.
Rendimenti teorik=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 g
Nëse rendimenti aktual i përftuar nga eksperimenti jepet si 4.33 g, atëherë rendimenti në përqindje mund të llogaritet si më poshtë.
Rendimenti në përqindje=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%
Cilat janë ngjashmëritë midis ekonomisë së atomit dhe rendimentit në përqindje?
- Ekonomia e atomit dhe rendimenti në përqindje janë përqindje.
- Ekonomia e atomit dhe rendimenti në përqindje janë shumë të dobishme për të përcaktuar efikasitetin e një procesi kimik.
Cili është ndryshimi midis ekonomisë së atomit dhe rendimentit në përqindje?
Ekonomia e atomit vs rendimenti i përqindjes |
|
| Ekonomia e atomit është përcaktimi i efikasitetit të një sinteze kimike në lidhje me atomet e përdorura gjatë reaksionit të sintezës. | Rendimenti në përqindje është rendimenti aktual i marrë nga një reaksion i sintezës kimike, në lidhje me rendimentin teorik. |
| Qëllimi | |
| Ekonomia e atomit llogaritet për të vlerësuar efikasitetin e një procesi dhe për të përcaktuar humbjen e atomeve. | Rendimenti në përqindje llogaritet për të përcaktuar sasinë e produktit të dhënë praktikisht kur krahasohet me pritjet teorike. |
| Llogaritja | |
| Ekonomia e atomit llogaritet duke pjesëtuar masën molare të produktit të dëshiruar me masën molare të të gjithë reaktantëve | Rendimenti në përqindje llogaritet duke zhytur rendimentin aktual të produktit nga rendimenti teorik i produktit. |
Përmbledhje – Ekonomia e atomit kundrejt rendimentit të përqindjes
Ekonomia e atomit dhe rendimenti në përqindje janë vlerat e përqindjes që llogariten në lidhje me reaksionet kimike. Dallimi kryesor midis ekonomisë së atomit dhe rendimentit të përqindjes është se ekonomia e atomit llogaritet duke pjesëtuar masën molare të produktit të dëshiruar me masën molare të të gjithë reaktantëve, ndërsa rendimenti i përqindjes llogaritet duke zhytur rendimentin aktual të produktit nga rendimenti teorik i produktin.
