原子經濟(atom economy)和百分比收益率(percentage yield)的區別

關鍵區別——原子經濟與百分比收益率

原子經濟性和產率是衡量化學合成效率的重要指標。原子經濟的確定是非常重要的，因為它詳細說明了這個過程有多環保。它也表明了在這個過程中原子的浪費。百分產率是指化學反應得到的產物相對於預期的計算量（理論量）的量。原子經濟性和百分比產率的關鍵區別在於，原子經濟性是通過將所需產物的摩爾質量除以所有反應物的摩爾質量來計算的，而百分比產率是通過將產物的實際產率從產品的理論收率中扣除來計算的。

什麼是原子經濟(atom economy)？

原子經濟性或原子效率是指化學合成相對於合成反應中所用原子的效率。如果在整個過程中使用了100%的原子，這意味著整個過程中都使用了原子。這意味著反應物中的所有原子都轉化成了產物的原子。如果一個過程的原子經濟性很高，就稱之為綠色工藝。

原子經濟計算方程

原子經濟性的確定可以通過下面的等式來完成。

原子經濟性=（所需產物的摩爾質量/所有反應物的摩爾質量）x 100%

原子經濟(atom economy)和百分比收益率(percentage yield)的區別

圖1：基於不同參數的原子經濟變化

在一個理想的過程中，反應物中的所有原子都被這個過程消耗掉並轉化成反應物。因此，沒有原子被浪費。但在實際過程中，原子經濟性低於100%。這是由於副產品的生產，而不是隻提供所需的產品。當涉及到消耗高成本原材料的過程時，這是一個主要問題。

例子

苯制順酐。這是一個氧化反應，參與這個過程的反應物是苯和分子氧。

苯+4.5氧→順丁烯二酸酐+2二氧化碳+2水

所需產品的摩爾質量=（12×4）+（16×3）+（1×2）

=98克/摩爾

所有反應物的摩爾質量；苯=（12×6）+（1×6）

=78克/摩爾

分子氧=4.5（16×2）

=144克/摩爾

反應物總質量=78+144

=222克/摩爾

原子經濟=（98/222）x 100%

=44.14%

什麼是百分比收益率(percentage yield)？

百分產率（也稱為百分產率）是指從化學合成反應中獲得的相對於理論產率的實際產率。該值以百分比形式給出。實際收率是我們從實驗中得到的，而理論收率是根據化學反應方程式計算的值，考慮到化學計量。

在計算理論收率時，應考慮限制試劑。限制試劑或限制反應物是反應物，它決定了產品的多少。限制性反應物在反應過程中被消耗，其他反應物即使在反應完成後仍保留，因為它們是多餘的試劑。

如何找到限制試劑？

例：讓我們考慮一下Al（14g）和Cl2（4.25g）氣體之間的反應。最終產品是三氯化鋁。

2Al+3Cl2→2AlCl3

鋁的摩爾數=14/26.98=0.52摩爾

Cl2的摩爾數=4.25/70.90=0.06摩爾

Al和Cl2之間的化學計量比=2:3

因此，2摩爾的鋁與3摩爾的Cl2反應。則與0.52 mol Al反應所需的Cl2量為=（3/2）x 0.52=0.78 mol

但是，只有0.06摩爾。因此，Cl2是這裡的限制性試劑。然後利用反應混合物中存在的鋁量計算理論產率。

理論收率=（2/3）x 0.06 x 133.3=5.33 g

如果實驗得到的實際收率為4.33g，則百分比收率可計算如下。

百分比收益率=（4.33/5.33）x 100%=81.24%

原子經濟(atom economy)和百分比收益率(percentage yield)的共同點

原子經濟和百分比收益率都是百分比。
原子經濟性和產率對確定化學過程的效率是非常有用的。

原子經濟(atom economy)和百分比收益率(percentage yield)的區別

原子經濟與百分比收益率
原子經濟性是指化學合成相對於合成反應中所用原子的效率。	百分產率是指從化學合成反應中獲得的相對於理論產率的實際產率。
目的
計算原子經濟性是為了估計一個過程的效率和確定原子的浪費。	計算百分比收益率是為了確定與理論預期值相比實際給出的產品數量。
計算
原子經濟性是用所需產物的摩爾質量除以所有反應物的摩爾質量來計算的	百分比收率是通過將產品的實際產量從產品的理論產量中扣除來計算的。