Selektivitet (kemi)

Selektivitet er et kriterium, der bruges i kemi til at kvantificere effektiviteten af ​​en målreaktion i nærvær af sideprocesser. Der er total, eller integral selektivitet, defineret som forholdet mellem mængden af ​​det opnåede målprodukt og alle produkter fra processen, såvel som øjeblikkelig eller differentiel selektivitet, defineret som forholdet mellem hastigheden af ​​målreaktionen og hastigheden af forbruget af det indledende reagens . Selektivitet er også en af ​​de vigtigste egenskaber ved en katalysator .

Selektivitet i kemiteknik

Total eller integral selektivitet

Hvis målet med en kemisk proces er at opnå et bestemt produkt (mål), så søger de, når de organiserer processen, at øge udbyttet af dette produkt. Produktudbytte er defineret som forholdet mellem den faktisk opnåede mængde produkt og den mængde, der teoretisk kunne opnås ved fuldstændig forarbejdning af hele det indledende reagens til målproduktet. Udbyttet bestemmes af to parametre - graden af ​​transformation (konvertering) af det indledende reagens og selektivitet. Omdannelsesgraden viser, hvor stor en del af det oprindelige reagens, der blev forbrugt under processen. Selektivitet bestemmer, hvilken andel af det brugte reagens, der gik til dannelsen af ​​målproduktet. For at sikre et højt udbytte af målproduktet er kun en høj grad af omdannelse eller høj selektivitet ikke nok, produktudbyttet bestemmes af en kombination af disse faktorer.

Lad for eksempel N 0 mol stof A komme ind i reaktoren , og N x mol stof A reagerede, og N B mol blev brugt på dannelsen af ​​produkt B, og N C og N D mol stof A blev brugt på dannelse af biprodukter C og D. Så vil selektiviteten S af reaktionen for målproduktet B være:

Graden af ​​omdannelse (omdannelse) af reagens A i dette eksempel vil være lig med forholdet mellem antallet af mol af det reagerede stof A og antallet af mol, der kom ind i reaktoren:

Produktudbyttet η B i dette eksempel vil være lig med forholdet mellem antallet af mol reagens A anvendt til at danne målproduktet og antallet af mol, der tilføres reaktoren:

Mellem udbyttet af produkt B, processens selektivitet i forhold til dannelsen af ​​B og graden af ​​omdannelse (omdannelse) af det indledende reagens A, er der således et simpelt forhold:

Øjeblikkelig eller differentiel selektivitet

Hastigheden af ​​kemiske reaktioner afhænger af mange faktorer, herunder temperatur og koncentration af reagenser. I løbet af en kemisk proces kan disse parametre ændre sig, hvilket resulterer i, at hastighederne for forskellige reaktioner ændres, som et resultat af hvilket forholdet mellem hastigheden af ​​dannelsen af ​​målproduktet og den samlede forbrugshastighed af reagenset (hvad er forstået som øjeblikkelig eller differentiel selektivitet) ændres også. For at beregne produktudbyttet i dette tilfælde er det nødvendigt at integrere den øjeblikkelige selektivitet over den skiftende parameter.

Katalysatorselektivitet

Selektivitet er en af ​​de vigtigste egenskaber ved en katalysator; den er defineret som en katalysators evne til selektivt at øge hastigheden af ​​en af ​​reaktionerne (målreaktion) i nærværelse af flere sidereaktioner. Enzymer er særligt selektive (deres selektivitet når 95-100%), efterfulgt af homogene katalysatorer. Selektiviteten af ​​heterogene katalysatorer er sædvanligvis lavere, i størrelsesordenen 70%.

Se også

Litteratur