Diferencia entre economía atómica y rendimiento porcentual

Diferencia Clave - Economía Atómica vs Porcentaje de Rendimiento
 

La economía atómica y el rendimiento porcentual se utilizan para determinar la eficiencia de la síntesis química. La determinación de la economía atómica es muy importante porque da detalles sobre qué tan verde es el proceso. También indica el desperdicio de átomos durante el proceso. El porcentaje de rendimiento 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 atómica y el rendimiento porcentual es que la economía atómica se calcula dividiendo la masa molar del producto deseado por la masa molar de todos los reactivos, mientras que el rendimiento porcentual se calcula mediante el buceo del rendimiento real del producto del rendimiento teórico del producto.   

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es la economía atómica? 
3. ¿Qué es el porcentaje de rendimiento?
4. Similitudes entre la economía atómica y el rendimiento porcentual
5. Comparación lado a lado: Economía atómica vs porcentaje de rendimiento en forma tabular
6. Resumen

¿Qué es la economía atómica??

Economía atómica o eficiencia atómica 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 en los reactivos se han convertido en átomos del producto. Si la economía atómica de un proceso es alta, se le llama proceso verde.

Ecuación para el cálculo de la economía del átomo

La determinación de la economía atómica se puede hacer a través de la siguiente ecuación.

Economía atómica = (masa molar del producto deseado / masa molar de todos los reactivos) x 100%

Figura 1: Variación de la economía atómica basada en diferentes parámetros

En un proceso ideal, todos los átomos en los reactivos se agotan por el proceso y se convierten en reactivos. Por lo 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 el benceno y el oxígeno molecular..

Benceno + 4.5oxygen → anhídrido maleico + 2carbon dioxido + 2water

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 atómica = (98/222) x 100%

= 44.14%

¿Qué es el porcentaje de rendimiento??

Porcentaje de rendimiento (también llamado porcentaje de rendimiento) es el rendimiento real obtenido de una reacción de síntesis química, con respecto al rendimiento teórico. El valor se da como un porcentaje. El rendimiento real es lo 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 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 completar la reacción porque son reactivos en exceso..

Cómo encontrar el reactivo limitante?

Ej: Consideremos la reacción entre Al (14 g) y Cl.₂ (4.25 g) gas. El producto final es AlCl.₃.

2Al + 3Cl₂     → 2AlCl₃

Los moles de Al presentes = 14 /26.98 = 0.52 mol

Los topos de cl₂ presente = 4.25 / 70.90 = 0.06 mol

Relación estequiométrica entre Al y Cl₂ = 2: 3

Por lo tanto, 2 moles de Al reaccionan con 3 moles de Cl.₂. Entonces cantidad de cl₂ requerido para reaccionar con 0.52 mol de Al es = (3/2) x 0.52 = 0.78 mol

Pero, solo 0.06 mol está presente. Por lo tanto, cl₂ es el reactivo limitante aquí. Luego, el rendimiento teórico se calcula utilizando 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 se da como 4,33 g, entonces 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 rendimiento porcentual??

• Tanto la economía atómica como el porcentaje de rendimiento son porcentajes..
• Tanto la economía atómica como el rendimiento porcentual son muy útiles para determinar la eficiencia de un proceso químico.

¿Cuál es la diferencia entre la economía atómica y el rendimiento porcentual??

Economía Atómica vs Porcentaje de Rendimiento
La economía atómica es la determinación de la eficiencia de una síntesis química con respecto a los átomos utilizados durante la reacción de síntesis..	El porcentaje de rendimiento es el rendimiento real obtenido de una reacción de síntesis química, con respecto al rendimiento teórico.
Propósito
La economía del átomo se calcula para estimar la eficiencia de un proceso y para determinar el desperdicio de átomos..	El porcentaje de rendimiento se calcula para determinar la cantidad de producto dado prácticamente en comparación con las expectativas teóricas.
Cálculo
La economía atómica se calcula dividiendo la masa molar del producto deseado por la masa molar de todos los reactivos	El porcentaje de rendimiento se calcula por inmersión en el rendimiento real del producto a partir del rendimiento teórico del producto.

Resumen - Atom Economy vs porcentaje de rendimiento

La economía atómica 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 al dividir la masa molar del producto deseado por la masa molar de todos los reactivos, mientras que el rendimiento porcentual se calcula al dividir el rendimiento real del producto del rendimiento teórico de el producto.

Referencia:

1. "Limitación de reactivos y rendimiento porcentual". Khan Academy, Disponible aquí.
2. “Economía del átomo”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 de febrero de 2018, Disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Atom economy V3 en" Por Astrid 91 - Trabajo propio (CC BY-SA 4.0) vía Commons Wikimedia