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Différence Économie d'atomes/ Rendement
Bonjour, je veux simplement que quelqu'un m'explique concrètement ce qu'est l'économie d'atomes. Et qu'elle est la différence avec le rendement ? Merci
Bonjour,
" Je veux " n'est pas à mon avis la bonne manière de t'exprimer pour solliciter une explication.
" Je voudrais " , " j'aimerais " ou bien d'autres formes me semblent plus adaptées.
Toutefois, si tu tiens au "je veux" tu peux trouver facilement des réponses sur les très nombreux sites qui traitent de ces questions.
Mais, si finalement tu décides de préférer le conditionnel à l'indicatif ce sera très volontiers que je répondrai à tes questions.
Veuillez m'excuser je me suis laissé emporter par les révisions... ^^'
"Bonjour, est-ce que quelqu'un voudrait bien m'expliquer ce qu'est concrètement l'économie d'atomes. Et qu'elle est la différence avec le rendement ? Merci"
Imaginons un industriel qui a besoin de synthétiser du phénol (C6H5OH)
Parmi tous les processus possibles il en a retenu deux compatibles avec son équipement et il cherche à savoir lequel des deux va engendrer le moins de produits secondaires qui seront considérés comme des déchets.
Processus 1 à partir du benzène:
C6H6 + H2SO4 + 2NaOH → C6H5OH + Na2SO3 + 2H2O
Processus 2 à partir du toluène:
C6H5CH3 + 2O2 → C6H5OH + CO2 + H2O
L'économie d'atome est une grandeur E qui est définie par la relation :
E = masse molaire pondérée du produit recherché / Somme pondérée des masses molaires des réactifs
Le terme "pondéré" signifie qu'on doit tenir compte des coefficients stœchiométriques dans le calcul de E.
E est toujours inférieur ou égal à 1. Plus E est grand, plus le processus est économe d'atomes.
Pour le processus 1 Le produit recherché étant le phénol de masse molaire 94g/mol
Somme pondérée des des masses molaires des réactifs = 78 + 98 + 2*(40) = 256 g
Economie d'atome : E = 94/256 = 0,367 soit 36,7%
Je te laisse calculer la valeur E' de l'économie d'atomes pour le processus 2 et décider quel est le processus qui permet la meilleure économie d'atomes.
La notion de rendement est différente.
Elle s'appliquera à celui des processus qui aura été choisi.
J'attends ta réponse pour te l'expliquer.
Pour le processus 2:
Produit recherché, phénol: M=94 g/mol
Somme pondérée des masses molaires des réactifs: 92 g/mol +64 g/mol = 156 g/mol
Ainsi E=94/156= 0,603 soit 60,3%
E-processus1 < E-processus2
Donc le processus 2 permet une économie d'atomes plus importante.
C'est exact.
Donc notre industriel, soucieux d'environnement choisit le processus 2 :
C6H5CH3 + 2O2 → C6H5OH + CO2 + H2O
Il lui faut maintenant optimiser le rendement de ce processus.
Imaginons qu'il fasse un essai à partir d'une mole soit 92g de toluène C6H5CH3 et d'un excès de dioxygène.
Théoriquement, compte tenu de l'équation de la réaction et compte tenu que cette réaction est totale il devrait obtenir 1 mole soit 94g de phénol.
Mais la théorie est une chose et la pratique en est une autre :
En fait il n'obtiendra jamais 1 mole (94g) de phénol mais un peu moins.
On appelle rendement de la réaction le rapport entre la masse de phénol effectivement obtenue et la masse de phénol espérée par la théorie.
Ce rendement est aussi le rapport entre la quantité de matière de phénol effectivement obtenue et la quantité de matière de phénol espérée par la théorie.
Imaginons qu'à l'issue de cet essai notre industriel ait obtenu 86,5g de phénol.
Le rendement est alors de 86,5/94 = 0,92 soit 92%
Merci!
92g de toluène et 94g de phénol? Le réactif limitant n'est pas le toluène ?
Mon professeur m'a dit que l'excès n'influence pas E. Alors se dire qu'on peut mettre un réactif en excès et avoir une bonne économie d'atomes c'est un peu paradoxale, je trouve.
Arrêtez moi si je me trompe.
Pour moi le rendement mesure "l'efficacité" , la "productivité" qu'on a eu avec tel processus. Pour un même processus il peut y avoir des rendements différents car par exemple on ne fait pas exactement les mêmes mesures lors de 2 manipulations (par exemple: lors de la 1ere manip on verse un peu moins de réactifs que dans la 2eme...)
L'utilisation atomique / économie d'atomes c'est quelque chose de théorique, c'est pour voir la part de produit qu'on espere faire faire à partir de tant de réactifs (pour un même processus l'utilisation atomique ne change pas). Donc si on a une économie d'atomes faible, on peut dire que la réaction a plus servi à "produire des déchets" qu'à produire le produit voulu.
-Si on a par exemple E= 60,3% est-ce que cela veut dire que 60,3% des réactifs ont servit à produire le phénol ?
-J'aurais bien aimé aussi voir les relations qu'il peut y avoir entre rendement et économie d'atomes, s'il y en a bien sur.
Pour moi le fait que l'économie d'atomes varie ne nous indique rien sur le rendement. Mais l'inverse ?
92g de toluène et 94g de phénol? Le réactif limitant n'est pas le toluène ?
Le réactif limitant est bien le toluène.
1 mole de toluène réagit avec 2 moles de dioxygène pour donner une mole de phénol, une mole de dioxyde de carbone et une mole d'eau.
En termes de masse cela donne :
92g de toluène réagissent avec 64g de dioxygène pour donner une 94g de phénol, 44g de dioxyde de carbone et 18g d'eau.
Ou est le problème ?
L'économie d'atomes est une grandeur qui évalue la "perte d'atomes" en sous-produits non désirés lors d'une réaction. Dans le meilleur des cas s'il n'y a pas de sous produits l'économie d'atomes est alors égale à 1.
Par exemple : On cherche à produire de l'eau par la réaction 2H2 + O2 → 2H2O
Pas de sous produits donc l'économie d'atomes vaut 1 : E = (2*18)/[(2*2)+32] = 1
Le rendement rend compte qu'une réaction n'est jamais parfaitement totale.
Plus le rendement est élevé, plus la réaction se rapproche de la totalité.
Il n'existe aucune corrélation entre l'économie d'atomes et le rendement ni dans un sens ni dans l'autre.
Autrement dit :
Une réaction peut avoir une très bonne économie d'atomes et un mauvais rendement (ou l'inverse).
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