Негізгі айырмашылық – атом экономикасы мен пайыздық кіріс
Химиялық синтездің тиімділігін анықтау үшін атом үнемділігі мен пайыздық шығымдылық қолданылады. Атом экономикасын анықтау өте маңызды, өйткені ол процестің қаншалықты жасыл екендігі туралы толық мәлімет береді. Ол сонымен қатар процесс кезінде атомдардың қалдықтарын көрсетеді. Пайыздық шығым – бұл күтілетін есептелген мөлшерге (теориялық мөлшерге) қатысты химиялық реакция нәтижесінде берілген өнім мөлшері. Атом экономикасы мен пайыздық кірістілік арасындағы негізгі айырмашылық мынада: атом экономикасы қажетті өнімнің молярлық массасын барлық әрекеттесуші заттардың молярлық массасына бөлу арқылы есептеледі, ал пайыздық кірістілік өнімнің нақты шығымдылығын теориялық кірістіліктен бөлу арқылы есептеледі. өнім.
Атом экономикасы дегеніміз не?
Атом экономикасы немесе атом тиімділігі – синтез реакциясы кезінде қолданылатын атомдарға қатысты химиялық синтездің тиімділігін анықтау. Егер атом экономикасы 100% болса, бұл процеске қатысқан барлық атомдар процесте пайдаланылғанын білдіреді. Бұл әрекеттесуші заттардағы барлық атомдар өнімнің атомдарына айналғанын білдіреді. Егер процестің атом экономикасы жоғары болса, ол жасыл процесс деп аталады.
Атом экономикасын есептеуге арналған теңдеу
Атом экономикасын анықтауды келесі теңдеу арқылы жасауға болады.
Атом экономикасы=(қажетті өнімнің молярлық массасы/барлық әрекеттесуші заттардың молярлық массасы) x 100%
1-сурет: әртүрлі параметрлерге негізделген атом экономикасының өзгеруі
Идеал процесте әрекеттесуші заттардағы барлық атомдар процесте жұмсалады және әрекеттесуші заттарға айналады. Демек, ешбір атом ысырап болмайды. Бірақ нақты процестерде атом экономикасы 100%-дан төмен. Бұл тек қалаған өнімді берудің орнына жанама өнімдерді өндіруге байланысты. Бұл қымбат шикізатты тұтынатын процеске қатысты маңызды мәселе.
Мысалы
Бензолдан малеин ангидридін алу. Бұл тотығу реакциясы; процеске қатысатын реагенттер - бензол және молекулалық оттегі.
Бензол + 4,5 оттегі → малеин ангидриді + 2 көмірқышқыл газы + 2 су
Қажетті өнімнің молярлық массасы=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 г/моль
Барлық әрекеттесуші заттардың молярлық массасы; бензол=(12×6) + (1×6)
=78 г/моль
Молекулалық оттегі=4,5(16×2)
=144 г/моль
Әрекеттесуші заттардың жалпы массасы=78 + 144
=222 г/моль
Атом экономикасы=(98/222) x 100%
=44,14%
Пайыздық кіріс дегеніміз не?
Пайыздық кіріс (пайыздық кіріс деп те аталады) теориялық кірістілікке қатысты химиялық синтез реакциясынан алынған нақты өнім. Мән пайызбен беріледі. Нақты кірістілік - бұл тәжірибеден алатынымыз, ал теориялық кірістілік - стехиометрияны ескере отырып, химиялық реакция теңдеуінен есептелген мән.
Теориялық шығымдылықты есептегенде шектеуші реагентті ескеру керек. Шектеу реактиві немесе шектеуші реактив - өнімнің қанша бөлігі жасалғанын анықтайтын әрекеттесуші. Шектеуші реактив басқа реагенттер реакция аяқталғаннан кейін де қалатын реакция кезінде тұтынылады, өйткені олар артық реагенттер болып табылады.
Шектеу реагентін қалай табуға болады?
Мысалы: Al (14 г) мен Cl2 (4,25 г) газы арасындағы реакцияны қарастырайық. Соңғы өнім: AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Алдың мольдері=14 /26,98=0,52 моль
Cl2 бар=4,25 / 70,90=0,06 моль
Al және Cl арасындағы стехиометриялық қатынас2=2:3
Сондықтан 2 моль Al 3 моль Cl2 әрекеттеседі. Сонда 0,52 моль Al-мен әрекеттесу үшін қажет Cl2 мөлшері=(3/2) x 0,52=0,78 моль
Бірақ бар болғаны 0,06 моль бар. Демек, Cl2 бұл жерде шектеуші реагент болып табылады. Содан кейін реакциялық қоспадағы Al мөлшері арқылы теориялық шығымдылық есептеледі.
Теориялық кіріс=(2/3) x 0,06 x 133,3=5,33 г
Егер тәжірибеден алынған нақты кірістілік 4,33 г ретінде берілсе, онда пайыздық кірісті келесідей есептеуге болады.
Пайыздық кіріс=(4,33 / 5,33) x 100%=81,24%
Атом экономикасы мен пайыздық кірістіліктің қандай ұқсастықтары бар?
- Атом экономикасы да, пайыздық кірістілік те пайыздар болып табылады.
- Атом үнемділігі де, пайыздық кірістілік те химиялық процестің тиімділігін анықтау үшін өте пайдалы.
Атом экономикасы мен пайыздық кірістің айырмашылығы неде?
Атом экономикасы және пайыздық кіріс |
|
Атом экономикасы – синтез реакциясы кезінде қолданылатын атомдарға қатысты химиялық синтездің тиімділігін анықтау. | Пайыздық шығым – теориялық шығымдылыққа қатысты химиялық синтез реакциясынан алынған нақты өнім. |
Мақсат | |
Атом экономикасы процестің тиімділігін бағалау және атомдардың қалдықтарын анықтау үшін есептеледі. | Пайыздық кірістілік теориялық күтулермен салыстырғанда іс жүзінде берілген өнім көлемін анықтау үшін есептеледі. |
Есеп | |
Атом экономикасы қажетті өнімнің молярлық массасын барлық әрекеттесуші заттардың молярлық массасына бөлу арқылы есептеледі | Пайыздық кірістілік өнімнің теориялық кірісінен өнімнің нақты кірісін бөлу арқылы есептеледі. |
Қорытынды – Атом экономикасы және пайыздық кіріс
Атом экономикасы және пайыздық кірістілік химиялық реакцияларға қатысты есептелген пайыздық мәндер болып табылады. Атом экономикасы мен пайыздық кірістілік арасындағы негізгі айырмашылық мынада: атом экономикасы қажетті өнімнің молярлық массасын барлық әрекеттесуші заттардың молярлық массасына бөлу арқылы есептеледі, ал пайыздық кірістілік өнімнің нақты шығымдылығын теориялық кірістіліктен бөлу арқылы есептеледі. өнім.