Randament (chimic)

Cu termenul randament , în chimie sunt indicate diferite cifre de merit care se referă la cantitatea de produs care a fost obținută dintr-o reacție chimică . ^[1]

Randament efectiv

Reprezentarea relației dintre conversie (X), selectivitate (S) și randament (Y) în cazul în care produsele B și C plus o anumită cantitate de reactiv nereacționat sunt obținute din reactivul A.

Randamentul absolut (sau randamentul efectiv ) este definit ${n_{P}}$ ${\ displaystyle {n_ {P}}}$ ${\ displaystyle {n_ {P}}}$ raportul dintre cantitatea de produs obținută din efectuarea unei reacții chimice și cantitatea de reactant conținută inițial în mediul de reacție.

Randament teoretic

Randamentul teoretic este cantitatea de produs obținută teoretic dacă tot reactivul limitativ L a fost transformat în timpul reacției chimice. ^[2] ^[3] Randamentul teoretic este egal cu:

\nu _{P}{\frac {n_{L}}{\nu _{L}}}

{\ displaystyle \ nu _ {P} {\ frac {n_ {L}} {\ nu _ {L}}}}

{\ displaystyle \ nu _ {P} {\ frac {n_ {L}} {\ nu _ {L}}}}

unde este:

ν _P și ν _L sunt coeficienții stoichiometrici care se referă la produs (P) și la reactantul limitativ (L), care pot fi obținuți din ecuația reacției ;
n _L este cantitatea de reactiv limitativ.

Deoarece n _{L este} o valoare a masei, randamentul teoretic poate fi exprimat în grame.

Randament relativ

Randamentul relativ este fracția randamentului real comparativ cu cel teoretic ^[4] :

\eta ={\frac {\nu _{L}n_{P}}{\nu _{P}n_{L}}}

{\ displaystyle \ eta = {\ frac {\ nu _ {L} n_ {P}} {\ nu _ {P} n_ {L}}}}

{\ displaystyle \ eta = {\ frac {\ nu _ {L} n_ {P}} {\ nu _ {P} n_ {L}}}}

Fiind raportul a două mărimi omogene (adică având aceeași unitate de măsură ), randamentul relativ este o mărime adimensională .

Introducerea conceptului de randament relativ se datorează faptului că de multe ori, în desfășurarea unei reacții chimice, doar o parte din reactanți este transformată în produse, în timp ce o altă parte este găsită nereacționată, astfel încât după reacția chimică a fost efectuate în mediul de reacție se găsesc atât produsele reacției, cât și reactanții. În special, pe măsură ce randamentul relativ crește, cantitatea de reactanți neconvertiti scade, adică crește puritatea produselor.

În general, atunci când vorbim despre randament, ne referim în mod corespunzător la noțiunea de „randament relativ”: practic acesta este întotdeauna mai mic de 1 (la 100%), deoarece dezvoltarea reacțiilor chimice nedorite (concurente sau consecutive ^[5] ), care consumă produse sau reactivi ai reacției principale sau din cauza pierderilor de produs din alte motive legate de tipul de construcție al instalației (de exemplu transportul solutului printr-un curent de purjare). ^[2]

Creșterea randamentului chimic poate fi realizată prin utilizarea catalizatorilor (care modifică viteza de reacție implicată , favorizând progresul reacției chimice principale), operând într-o situație de reactanți în exces, modificând temperatura sau presiunea sistemului . ^[2] O altă metodă de creștere a randamentului este utilizarea sintezei cu o singură oală .

Randamentul este apoi produsul conversiei și selectivității :

\eta =\chi \sigma

{\ displaystyle \ eta = \ chi \ sigma}

{\ displaystyle \ eta = \ chi \ sigma}

Randament procentual

Randamentul procentual este egal cu randamentul relativ înmulțit cu 100 (adică este randamentul relativ exprimat ca procent ):

\eta \%=\eta \cdot 100

{\ displaystyle \ eta \% = \ eta \ cdot 100}

{\ displaystyle \ eta \% = \ eta \ cdot 100}

de aceea, de exemplu, un randament relativ unitar corespunde unui randament procentual de 100%.

Randamentul procentual este o cantitate adimensională.

Randament material

Randamentul materialului (în engleză randamentul materialului) este egal cu raportul dintre moli de reactant transformat în produsul dorit și moli total de reactant consumat (ambele din reacția principală, care au alte reacții nedorite). ^[6]

Randamentul materialului este o cantitate adimensională.

Pornind de la randamentul materialului, este posibil să se estimeze consumul anual de materii prime de către o uzină chimică pentru producția fixă a produsului.

Redare spațiu-timp

Randamentul spațiu-timp (în engleză randamentul spațiu-timp) este exprimat ca raportul dintre masa produsului comparativ cu volumul reactorului și timpul necesar pentru a obține, și anume: ^[7]

Randament spațiu-timp = produs de masă / (volumul reactorului × timpul petrecut)

Randamentul spațiu-timp poate fi exprimat în kg / m ³ · s .

Notă

^(RO) IUPAC Gold Book, "randament chimic"
^ ^a ^b ^c Randamentul unei reacții chimice
^ http://chimica.campusnet.unito.it/didattica/att/d092.2118.file.ppt
^ http://3c.myblog.it/media/02/02/e3474de8ac28832a9ce26a3293144f50.pdf
^ O reacție chimică este numită „concurentă” a alteia dacă apare concomitent cu cealaltă reacție, consumându-i reactanții, în timp ce este numită „consecutivă” dacă apare după cealaltă reacție, consumându-și produsele.
^ Derek Pletcher, Frank Walsh, „Electrochimie industrială” , Springer, 1990, p.72-73. ISBN 0-412-30410-4
^ Derek Pletcher, Frank Walsh, „Electrochimie industrială” , Springer, 1990, p.86. ISBN 0-412-30410-4

Bibliografie

( EN ) Shinjiro Kodama, Kenichi Fukui, Akira Mazume, Relația vitezei spațiale și randamentul spațiu-timp , în Ind. Ing. Chem. , vol. 45, n. 8, 1953, pp. 1644–1648, DOI : 10.1021 / ie50524a022 . Adus la 25 iunie 2009 .

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) Randament , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei

[1] (RO) IUPAC Gold Book, "randament chimic"

[dsch-2] Randamentul unei reacții chimice

[3] ttp://chimica.campusnet.unito.it/didattica/att/d092.2118.file.ppt

[4] ttp://3c.myblog.it/media/02/02/e3474de8ac28832a9ce26a3293144f50.pdf

[5] O reacție chimică este numită „concurentă” a alteia dacă apare concomitent cu cealaltă reacție, consumându-i reactanții, în timp ce este numită „consecutivă” dacă apare după cealaltă reacție, consumându-și produsele.

[6] Derek Pletcher, Frank Walsh, „Electrochimie industrială” , Springer, 1990, p.72-73. ISBN 0-412-30410-4

[7] Derek Pletcher, Frank Walsh, „Electrochimie industrială” , Springer, 1990, p.86. ISBN 0-412-30410-4

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]