Diferencia clave: economía atómica frente a rendimiento porcentual
La economía atómica y el porcentaje de rendimiento se utilizan para determinar la eficiencia de la síntesis química. La determinación de la economía del átomo es muy importante porque brinda detalles sobre qué tan ecológico es el proceso. También indica el desperdicio de átomos durante el proceso. El rendimiento porcentual es la cantidad de producto que da 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 dividiendo el rendimiento real del producto del rendimiento teórico de el producto.
¿Qué es la economía atómica?
La economía atómica o la 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 atómica es del 100%, significa que todos los átomos que intervinieron 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 atómica de un proceso es alta, se denomina proceso verde.
Ecuación para el cálculo de la economía atómica
La determinación de la economía del átomo se puede realizar 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 de los reactivos se consumen en el proceso y se convierten en reactivos. Por lo tanto, ningún átomo se desperdicia. 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 + 4,5oxígeno → anhídrido maleico + 2dióxido de carbono + 2agua
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?
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 un 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. Reactivo limitante o reactivo limitante es el reactivo que determina la cantidad del producto que se ha hecho. El reactivo limitante se consume durante la reacción, mientras que otros reactivos permanecen incluso después de completarse la reacción porque son reactivos en exceso.
¿Cómo encontrar el reactivo limitante?
Ej: Consideremos la reacción entre Al (14 g) y Cl2 (4,25 g) gas. El producto final es AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Los moles de Al presentes=14 /26,98=0,52 mol
Los moles de Cl2 presentes=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 Cl2. Entonces, la cantidad de Cl2 requerida para reaccionar con 0,52 mol de Al es=(3/2) x 0,52=0,78 mol
Pero, solo hay 0,06 mol. Por lo tanto, Cl2 es el reactivo limitante aquí. Luego, el rendimiento teórico se calcula 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, 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 porcentaje de rendimiento?
- Tanto la economía atómica como el rendimiento porcentual 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 porcentaje de rendimiento?
Economía atómica frente a rendimiento porcentual |
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| 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 rendimiento porcentual es el rendimiento real obtenido de una reacción de síntesis química, con respecto al rendimiento teórico. |
| Propósito | |
| La economía atómica se calcula para estimar la eficiencia de un proceso y determinar el desperdicio de átomos. | El porcentaje de rendimiento se calcula para determinar la cantidad de producto dada en la práctica 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 dividiendo el rendimiento real del producto del rendimiento teórico del producto. |
Resumen: economía atómica frente a rendimiento porcentual
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 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 dividiendo el rendimiento real del producto del rendimiento teórico de el producto.
