原子经济性计算器

最大化反应效率和可持续性

计算化学反应的原子经济性以评估其效率和环境影响。输入所有反应物的摩尔质量和所需产物即可开始。

示例

查看真实反应的原子经济性计算方法。

水的合成

原子经济性

计算氢气和氧气形成水的原子经济性。

反应物摩尔质量 (g/mol): 2.0, 32.0 g/mol

所需产物摩尔质量 (g/mol): 18.0 g/mol

反应方程式: 2H2 + O2 → 2H2O

葡萄糖发酵制乙醇

原子经济性

葡萄糖生产乙醇的原子经济性。

反应物摩尔质量 (g/mol): 180.0 g/mol

所需产物摩尔质量 (g/mol): 92.0 g/mol

反应方程式: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

氨合成（哈伯法）

原子经济性

氮气和氢气生产氨的原子经济性。

反应物摩尔质量 (g/mol): 28.0, 6.0 g/mol

所需产物摩尔质量 (g/mol): 34.0 g/mol

反应方程式: N2 + 3H2 → 2NH3

阿司匹林合成

原子经济性

水杨酸和乙酸酐合成阿司匹林的原子经济性。

反应物摩尔质量 (g/mol): 138.1, 102.1 g/mol

所需产物摩尔质量 (g/mol): 180.2 g/mol

反应方程式: C7H6O3 + C4H6O3 → C9H8O4 + CH3COOH

其他标题
理解原子经济性：综合指南
掌握绿色化学中原子经济性的概念、计算和意义。

什么是原子经济性？

  • 定义和重要性
  • 与绿色化学的关系
  • 与产率的比较
原子经济性是衡量化学反应效率的指标，反映反应物中的原子在所需产物中的利用程度。它是绿色化学的关键指标，旨在最小化废物并最大化资源利用。
为什么原子经济性重要
与仅考虑获得产物数量的百分产率不同，原子经济性评估反应的理论效率。高原子经济性意味着更少的废物和更可持续的过程。

真实世界示例

  • 水的合成具有100%的原子经济性。
  • 阿司匹林合成由于副产物而具有较低的原子经济性。

使用原子经济性计算器的分步指南

  • 输入要求
  • 计算过程
  • 解释结果
要使用计算器，请输入所有反应物的摩尔质量和所需产物。可选择性地提供反应方程式以增加清晰度。
计算公式
原子经济性 (%) = (所需产物摩尔质量 / 所有反应物摩尔质量之和) × 100

计算示例

  • 反应物：2.0, 32.0；产物：18.0 → 原子经济性 = 56.25%
  • 反应物：180.0；产物：92.0 → 原子经济性 = 51.11%

原子经济性的真实世界应用

  • 工业合成
  • 制药制造
  • 环境影响
工业使用原子经济性来设计更可持续和成本效益更高的化学过程。在废物减少至关重要的制药行业中尤其重要。
实践中的绿色化学
通过最大化原子经济性，公司可以降低原材料成本和环境足迹。

工业示例

  • 布洛芬的绿色合成使用高原子经济性路线。
  • 为原子经济性优化的散装化学品生产。

常见误解和正确方法

  • 原子经济性与产率
  • 副产物的作用
  • 配平方程式
一个常见的错误是将原子经济性与百分产率混淆。原子经济性是基于化学计量的理论值，而不是实际获得的产物。
避免计算错误
始终使用配平方程式和正确的摩尔质量以获得准确结果。

误解示例

  • 即使原子经济性低，产率也可能很高。
  • 未配平的方程式导致不正确的原子经济性。

数学推导和示例

  • 公式推导
  • 计算示例
  • 高级技巧
原子经济性公式源自质量守恒原理和化学计量学。它帮助化学家设计更好的反应。
示例计算
对于反应：2H2 + O2 → 2H2O，反应物摩尔质量为2.0和32.0，产物为18.0。原子经济性 = (18.0 / (2.0 + 32.0)) × 100 = 52.94%。

数学示例

  • 阿司匹林合成：原子经济性 = (180.2 / (138.1 + 102.1)) × 100 = 65.5%
  • 氨合成：原子经济性 = (34.0 / (28.0 + 6.0)) × 100 = 94.44%