Diferença entre economia de átomos e rendimento percentual

Diferença de chave - Economia do átomo versus rendimento percentual

Economia de átomos e rendimento percentual são usados para determinar a eficiência da síntese química. A determinação da economia de átomos é muito importante, pois fornece detalhes sobre o quão verde é o processo. Também indica o desperdício de átomos durante o processo. O rendimento percentual é a quantidade de produto fornecida por uma reação química em relação à quantidade calculada esperada (a quantidade teórica). A principal diferença entre economia de átomos e rendimento percentual é que a economia de átomos é calculada dividindo a massa molar do produto desejado pela massa molar de todos os reagentes, enquanto a porcentagem de rendimento é calculada mergulhando o rendimento real do produto do rendimento teórico do produto.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é Economia Atom
3. Qual é o rendimento percentual
4. Semelhanças entre economia de átomos e rendimento percentual
5. Comparação lado a lado - economia de átomos versus rendimento percentual em forma de tabela
6. Resumo

O que é Atom Economy?

Economia Atom ou eficiência de átomos é a determinação da eficiência de uma síntese química em relação aos átomos utilizados durante a reação de síntese. Se a economia de átomos for 100%, significa que todos os átomos envolvidos no processo foram usados durante o processo. Isso significa que todos os átomos nos reagentes foram convertidos em átomos do produto. Se a economia de átomos de um processo é alta, isso é chamado de processo verde.

Equação para cálculo da economia de átomos

A determinação da economia de átomos pode ser feita através da seguinte equação.

Economia de átomos = (massa molar do produto desejado / massa molar de todos os reagentes) x 100%

Figura 1: Variação da economia de átomos com base em diferentes parâmetros

Em um processo ideal, todos os átomos dos reagentes são usados pelo processo e convertidos em reagentes. Portanto, nenhum átomo é desperdiçado. Mas, nos processos reais, a economia de átomos é inferior a 100%. Isso ocorre devido à produção de subprodutos, em vez de fornecer apenas o produto desejado. Essa é uma grande preocupação quando se trata do processo que consome matérias-primas de alto custo.

Exemplo

Produção de anidrido maleico a partir de benzeno. Esta é uma reação de oxidação; os reagentes envolvidos no processo são benzeno e oxigênio molecular.

Benzeno + 4,5oxigênio → anidrido maleico + dióxido de carbono 2 + água

Massa molar do produto desejado = (12 × 4) + (16 × 3) + (1 × 2)

= 98 g / mol

Massa molar de todos os reagentes; benzeno = (12 × 6) + (1 × 6)

= 78 g / mol

Oxigênio molecular = 4,5 (16 × 2)

= 144 g / mol

A massa total de reagentes = 78 + 144

= 222 g / mol

Economia de átomos = (98/222) x 100%

= 44,14%

Qual é o rendimento percentual?

Rendimento percentual (também chamado por cento de rendimento) é o rendimento real obtido a partir de uma reação de síntese química, com relação ao rendimento teórico. O valor é dado como uma porcentagem. O rendimento real é o que obtemos do experimento, enquanto o rendimento teórico é o valor calculado a partir da equação da reação química, considerando a estequiometria.

Ao calcular o rendimento teórico, deve-se considerar o reagente limitante. O reagente limitante ou o reagente limitante é o reagente que determina quanto do produto foi produzido. O reagente limitante é consumido durante a reação, onde outros reagentes permanecem mesmo após a conclusão da reação porque são reagentes em excesso.

Como encontrar o reagente limitante?

Ex: Vamos considerar a reação entre Al (14 g) e Cl₂ (4,25 g) de gás. O produto final é AlCl₃.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Te moles de Al presentes = 14 / 26,98 = 0,52 mol

As toupeiras de Cl₂ presente = 4,25 / 70,90 = 0,06 mol

Razão estequiométrica entre Al e Cl₂ = 2: 3

Portanto, 2 moles de Al reagem com 3 moles de Cl₂. Então quantidade de Cl₂ necessário para reagir com 0,52 mol de Al é = (3/2) x 0,52 = 0,78 mol

Mas, apenas 0,06 mol está presente. Portanto, Cl₂ é o reagente limitante aqui. Então o rendimento teórico é calculado usando a quantidade de Al presente na mistura de reação.

Rendimento teórico = (2/3) x 0,06 x 133,3 = 5,33 g

Se o rendimento real obtido com o experimento for de 4,33g, o rendimento percentual poderá ser calculado da seguinte forma.

Rendimento percentual = (4,33 / 5,33) x 100% = 81,24%

Quais são as semelhanças entre economia de átomos e rendimento percentual?

Economia de átomos e rendimento percentual são porcentagens.
Tanto a economia de átomos quanto o rendimento percentual são muito úteis para determinar a eficiência de um processo químico.

Qual é a diferença entre economia de átomos e rendimento percentual?

Economia do átomo versus rendimento percentual
Economia de átomos é a determinação da eficiência de uma síntese química em relação aos átomos usados durante a reação de síntese.	O rendimento percentual é o rendimento real obtido a partir de uma reação de síntese química, com relação ao rendimento teórico.
Objetivo
A economia de átomos é calculada para estimar a eficiência de um processo e determinar o desperdício de átomos.	O rendimento percentual é calculado para determinar a quantidade de produto fornecida praticamente quando comparada às expectativas teóricas.
Cálculo
A economia de átomos é calculada dividindo a massa molar do produto desejado pela massa molar de todos os reagentes	O rendimento percentual é calculado mergulhando o rendimento real do produto do rendimento teórico do produto.

Resumo - Economia do Atom versus rendimento percentual

Economia de átomos e rendimento percentual são valores percentuais calculados em relação a reações químicas. A principal diferença entre economia de átomos e rendimento percentual é que a economia de átomos é calculada dividindo a massa molar do produto desejado pela massa molar de todos os reagentes, enquanto que o rendimento percentual é calculado mergulhando o rendimento real do produto do rendimento teórico de o produto.

Referência:

1. "Limitar reagentes e porcentagem de rendimento". Khan Academy, disponível aqui.
2. "Economia atômica". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 de fevereiro de 2018, disponível aqui.

Cortesia da imagem:

1. ”Atom economy V3 pt” Por Astrid 91 - Trabalho próprio (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Ciência e Natureza