அட்டம் பொருளியல் கணக்கீட்டாளர் வேதியியல் எதிர்வினை திறனைப் பெற
வேதியியல் எதிர்வினைகளில் எதிர்வினையாளர்களின் அணுக்கள் எவ்வாறு உங்கள் விரும்பிய தயாரிப்பின் ஒரு பகுதியாக மாறுகின்றன என்பதைக் கணக்கிட அட்டம் பொருளியல் கணக்கீடு செய்யவும். பசுமை வேதியியல், நிலையான 합합ம் மற்றும் எதிர்வினை மேம்பாட்டுக்கு அவசியம்.
அட்டம் பொருளியல் கணக்கீட்டாளர்
சீரான எதிர்வினைகளுக்கு, நீங்கள் உங்கள் சூத்திரங்களில் கோஃபீஷியன்களை உள்ளிடலாம்:
- H₂ + O₂ → H₂O க்கான, 2 மொல்லுக்கான 2H2O என்பதை பொருளாகப் பயன்படுத்தவும்
- 2H₂ + O₂ → 2H₂O க்கான, H2 மற்றும் O2 ஐ பொருள்களாக உள்ளிடவும்
முடிவுகள்
காட்சி காண்பிக்க, செல்லுபடியாகும் வேதியியல் சூத்திரங்களை உள்ளிடவும்
ஆவணம்
అటమ్ ఎకనమీ కేల్క్యులేటర్: రసాయన చర్యల లో సామర్థ్యాన్ని కొలవడం
అటమ్ ఎకనమీకి పరిచయం
అటమ్ ఎకనమీ అనేది గ్రీన్ కెమిస్ట్రీలో ఒక ప్రాథమిక భావన, ఇది రసాయన చర్యలో రియాక్టెంట్ల నుండి అటమ్స్ ఎలా సమర్థవంతంగా కావలసిన ఉత్పత్తిలో చేర్చబడుతున్నాయో కొలుస్తుంది. 1991లో ప్రొఫెసర్ బారీ ట్రోస్ట్ అభివృద్ధి చేసిన అటమ్ ఎకనమీ, ప్రారంభ పదార్థాల నుండి అటమ్స్ యొక్క శాతం, అవి ఉపయోగకరమైన ఉత్పత్తిలో భాగంగా మారడం, ఇది రసాయన ప్రక్రియల యొక్క స్థిరత్వం మరియు సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి కీలకమైన ప్రమాణం. ఉత్పత్తి పొందబడిన పరిమాణాన్ని మాత్రమే పరిగణలోకి తీసుకునే సాంప్రదాయ యీల్డ్ లెక్కింపుల కంటే, అటమ్ ఎకనమీ అణు స్థాయిలో సామర్థ్యంపై దృష్టి సారిస్తుంది, చాలా అటమ్స్ వృథా చేయని మరియు తక్కువ ఉప ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేసే చర్యలను హైలైట్ చేస్తుంది.
అటమ్ ఎకనమీ కేల్క్యులేటర్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు, విద్యార్థులు మరియు పరిశోధకులకు ఏదైనా రసాయన చర్య యొక్క అటమ్ ఎకనమీని త్వరగా నిర్ణయించడానికి అనుమతిస్తుంది, కేవలం రియాక్టెంట్ల మరియు కావలసిన ఉత్పత్తి యొక్క రసాయన ఫార్ములాలను నమోదు చేయడం ద్వారా. ఈ సాధనం పచ్చని సింథటిక్ మార్గాలను గుర్తించడంలో, చర్య సామర్థ్యాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడంలో మరియు రసాయన ప్రక్రియలలో వ్యర్థ ఉత్పత్తిని తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది - స్థిరమైన రసాయన శాస్త్ర పద్ధతులలో కీలకమైన సూత్రాలు.
అటమ్ ఎకనమీ అంటే ఏమిటి?
అటమ్ ఎకనమీని కింది సూత్రం ఉపయోగించి లెక్కిస్తారు:
ఈ శాతం మీ ప్రారంభ పదార్థాల నుండి అటమ్స్ ఎంతమేర మీ లక్ష్య ఉత్పత్తిలో ఉంటాయో సూచిస్తుంది, కంటే వృథా గా ఉండే అటమ్స్ కంటే. అధిక అటమ్ ఎకనమీ అనేది మరింత సమర్థవంతమైన మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైన చర్యను సూచిస్తుంది.
అటమ్ ఎకనమీ ఎందుకు ముఖ్యమైనది
అటమ్ ఎకనమీ సాంప్రదాయ యీల్డ్ కొలతల కంటే అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది:
- వ్యర్థం తగ్గింపు: స్వభావంగా తక్కువ వ్యర్థాన్ని ఉత్పత్తి చేసే చర్యలను గుర్తిస్తుంది
- సాధన సామర్థ్యం: రియాక్టెంట్ల నుండి మరింత అటమ్స్ చేర్చే చర్యలను ప్రోత్సహిస్తుంది
- పర్యావరణ ప్రభావం: పర్యావరణ ముద్రను తగ్గించడంతో పచ్చని ప్రక్రియలను డిజైన్ చేయడంలో సహాయపడుతుంది
- ఆర్థిక ప్రయోజనాలు: ప్రారంభ పదార్థాల సమర్థవంతమైన వినియోగం ఉత్పత్తి ఖర్చులను తగ్గించవచ్చు
- స్థిరత్వం: గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ మరియు స్థిరమైన అభివృద్ధి సూత్రాలతో సరిపోలుతుంది
అటమ్ ఎకనమీని ఎలా లెక్కించాలి
సూత్రం వివరించబడింది
అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించడానికి, మీరు చేయాల్సినవి:
- కావలసిన ఉత్పత్తి యొక్క అణువుల బరువును నిర్ణయించండి
- అన్ని రియాక్టెంట్ల యొక్క మొత్తం అణువుల బరువును లెక్కించండి
- ఉత్పత్తి యొక్క అణువుల బరువును మొత్తం రియాక్టెంట్ల యొక్క అణువుల బరువుతో భాగించండి
- శాతం పొందడానికి 100తో గుణించండి
ఒక చర్య కోసం: A + B → C + D (అక్కడ C కావలసిన ఉత్పత్తి)
చరాలు మరియు పరిగణన
- అణువుల బరువు (MW): ఒక మాలిక్యూల్లోని అన్ని అటమ్స్ యొక్క అణు బరువుల మొత్తం
- కావలసిన ఉత్పత్తి: మీరు సింథసైజ్ చేయాలనుకునే లక్ష్య కాంపౌండ్
- రియాక్టెంట్లు: చర్యలో ఉపయోగించిన అన్ని ప్రారంభ పదార్థాలు
- సంతులిత సమీకరణ: లెక్కింపులు సరైన సంతులిత రసాయన సమీకరణలను ఉపయోగించాలి
ఎడ్జ్ కేసులు
- బహుళ ఉత్పత్తులు: ఒక చర్య బహుళ కావలసిన ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేస్తే, మీరు ప్రతి ఉత్పత్తికి ప్రత్యేకంగా అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించవచ్చు లేదా వాటి కలిపి అణువుల బరువును పరిగణించవచ్చు
- కాటలిస్ట్లు: కాటలిస్ట్లు చర్యలో వినియోగించబడవు కాబట్టి సాధారణంగా అటమ్ ఎకనమీ లెక్కింపుల్లో చేర్చబడవు
- సాల్వెంట్లు: రసాయన సాల్వెంట్లు సాధారణంగా మూడవ ఉత్పత్తిగా చేర్చబడవు, అయితే అవి ఉత్పత్తిలో చేర్చబడితే తప్ప
అటమ్ ఎకనమీ కేల్క్యులేటర్ను ఉపయోగించడానికి దశల వారీ మార్గదర్శనం
రసాయన ఫార్ములాలను నమోదు చేయడం
-
ఉత్పత్తి ఫార్ములాను నమోదు చేయండి:
- "ఉత్పత్తి ఫార్ములా" ఫీల్డ్లో మీ కావలసిన ఉత్పత్తి యొక్క రసాయన ఫార్ములాను టైప్ చేయండి
- ప్రామాణిక రసాయన సంకేతనాన్ని ఉపయోగించండి (ఉదా: H2O నీటి కోసం, C6H12O6 గ్లూకోజ్ కోసం)
- ఒకే రకమైన గుంపులు ఉన్న కాంపౌండ్ల కోసం, కండిషన్లు ఉపయోగించండి (ఉదా: Ca(OH)2)
-
రియాక్టెంట్ ఫార్ములాలను జోడించండి:
- అందించిన ఫీల్డ్స్లో ప్రతి రియాక్టెంట్ ఫార్ములాను నమోదు చేయండి
- అవసరమైతే అదనపు రియాక్టెంట్లను చేర్చడానికి "రియాక్టెంట్ జోడించండి" పై క్లిక్ చేయండి
- అవసరమయ్యే రియాక్టెంట్లను "✕" బటన్ను ఉపయోగించి తొలగించండి
-
సంతులిత సమీకరణలను నిర్వహించండి:
- సంతులిత చర్యల కోసం, మీరు మీ ఫార్ములాలో కాంపౌండ్లను చేర్చవచ్చు
- ఉదాహరణ: 2H₂ + O₂ → 2H₂O కోసం, మీరు "2H2O"ని ఉత్పత్తిగా నమోదు చేయవచ్చు
-
ఫలితాలను లెక్కించండి:
- అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించడానికి "కేల్క్యులేట్" బటన్పై క్లిక్ చేయండి
- అటమ్ ఎకనమీ శాతం, ఉత్పత్తి అణువుల బరువు మరియు మొత్తం రియాక్టెంట్ల అణువుల బరువును చూపించే ఫలితాలను సమీక్షించండి
ఫలితాలను అర్థం చేసుకోవడం
కేల్క్యులేటర్ మూడు కీలకమైన సమాచారాన్ని అందిస్తుంది:
-
అటమ్ ఎకనమీ (%): రియాక్టెంట్ల నుండి అటమ్స్ కావలసిన ఉత్పత్తిలో ఎంత శాతం ఉంటుందో
- 90-100%: అద్భుతమైన అటమ్ ఎకనమీ
- 70-90%: మంచి అటమ్ ఎకనమీ
- 50-70%: మోసకరమైన అటమ్ ఎకనమీ
- 50% కంటే తక్కువ: దారుణమైన అటమ్ ఎకనమీ
-
ఉత్పత్తి అణువుల బరువు: మీ కావలసిన ఉత్పత్తి యొక్క లెక్కించిన అణువుల బరువు
-
మొత్తం రియాక్టెంట్ల అణువుల బరువు: అన్ని రియాక్టెంట్ల యొక్క అణువుల బరువుల మొత్తం
కేల్క్యులేటర్ అటమ్ ఎకనమీ యొక్క దృశ్య ప్రదర్శనను కూడా అందిస్తుంది, ఇది మీ చర్య యొక్క సామర్థ్యాన్ని ఒక నోటిలో అర్థం చేసుకోవడానికి సులభం చేస్తుంది.
ఉపయోగాలు మరియు అనువర్తనాలు
పరిశ్రమలో అనువర్తనాలు
అటమ్ ఎకనమీను రసాయన మరియు ఔషధ పరిశ్రమల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు:
-
ప్రక్రియ అభివృద్ధి: వివిధ సింథటిక్ మార్గాలను అంచనా వేయడం మరియు పోల్చడం ద్వారా అత్యంత అటమ్-సమర్థవంతమైన మార్గాన్ని ఎంపిక చేయడం
-
పచ్చని తయారీ: వ్యర్థ ఉత్పత్తిని తగ్గించే స్థిరమైన ఉత్పత్తి ప్రక్రియలను డిజైన్ చేయడం
-
ఖర్చు తగ్గింపు: ఖరీదైన ప్రారంభ పదార్థాల సమర్థవంతమైన వినియోగాన్ని గుర్తించడం
-
నియంత్రణా అనుగుణత: వ్యర్థాన్ని తగ్గించడం ద్వారా పెరుగుతున్న పర్యావరణ నియమాలను పాటించడం
అకడమిక్ మరియు విద్యా ఉపయోగాలు
-
గ్రీన్ కెమిస్ట్రీని బోధించడం: విద్యార్థులకు స్థిరమైన రసాయన శాస్త్ర సూత్రాలను ప్రదర్శించడం
-
శోధన ప్రణాళిక: పరిశోధకులు మరింత సమర్థవంతమైన సింథటిక్ మార్గాలను డిజైన్ చేయడంలో సహాయపడుతుంది
-
ప్రచురణ అవసరాలు: కొత్త సింథటిక్ పద్ధతుల కోసం అనేక జర్నల్లు అటమ్ ఎకనమీ లెక్కింపులను అవసరంగా భావిస్తున్నాయి
-
విద్యార్థి వ్యాయామాలు: రసాయన విద్యార్థులను సాంప్రదాయ యీల్డ్ కంటే ఎక్కువగా చర్య సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి శిక్షణ ఇవ్వడం
వాస్తవ ప్రపంచ ఉదాహరణలు
-
అస్పిరిన్ సింథసిస్:
- సాంప్రదాయ మార్గం: C7H6O3 + C4H6O3 → C9H8O4 + C2H4O2
- అణువుల బరువులు: 138.12 + 102.09 → 180.16 + 60.05
- అటమ్ ఎకనమీ: (180.16 ÷ 240.21) × 100% = 75.0%
-
హెక్ రియాక్షన్ (పాలిడియం-ఉత్ప్రేరిత కప్లింగ్):
- R-X + ఆల్కీన్ → R-ఆల్కీన్ + HX
- అధిక అటమ్ ఎకనమీ, ఎందుకంటే రియాక్టెంట్ల నుండి ఎక్కువ అటమ్స్ ఉత్పత్తిలో ఉంటాయి
-
క్లిక్ కెమిస్ట్రీ (కాపర్-ఉత్ప్రేరిత అజైడ్-ఆల్కైన్ సైక్లోఅడిషన్):
- R-N3 + R'-C≡CH → R-ట్రియాజోల్-R'
- అటమ్ ఎకనమీ: 100% (రియాక్టెంట్ల నుండి అన్ని అటమ్స్ ఉత్పత్తిలో ఉంటాయి)
అటమ్ ఎకనమీకి ప్రత్యామ్నాయాలు
అటమ్ ఎకనమీ ఒక విలువైన ప్రమాణం అయినప్పటికీ, ఇతర అనుబంధ కొలతలు ఉన్నాయి:
-
ఈ-ఫాక్టర్ (పర్యావరణ ఫాక్టర్):
- వ్యర్థానికి ఉత్పత్తి బరువు యొక్క నిష్పత్తిని కొలుస్తుంది
- E-ఫాక్టర్ = వ్యర్థం యొక్క బరువు ÷ ఉత్పత్తి యొక్క బరువు
- తక్కువ విలువలు పచ్చని ప్రక్రియలను సూచిస్తాయి
-
రియాక్షన్ మాస్ సామర్థ్యం (RME):
- అటమ్ ఎకనమీని రసాయన యీల్డ్తో కలుపుతుంది
- RME = (యీల్డ్ × అటమ్ ఎకనమీ) ÷ 100%
- మరింత సమగ్ర సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడం అందిస్తుంది
-
ప్రాసెస్ మాస్ ఇంటెన్సిటీ (PMI):
- ఉత్పత్తి యొక్క బరువుకు పర్యావరణంలో మొత్తం బరువును కొలుస్తుంది
- PMI = ప్రక్రియలో ఉపయోగించిన మొత్తం బరువు ÷ ఉత్పత్తి యొక్క బరువు
- సాల్వెంట్లు మరియు ప్రాసెసింగ్ పదార్థాలను కలిగి ఉంటుంది
-
కార్బన్ సామర్థ్యం:
- రియాక్టెంట్ల నుండి ఉత్పత్తిలో కనిపించే కార్బన్ అటమ్స్ శాతం
- ప్రత్యేకంగా కార్బన్ వినియోగంపై దృష్టి సారిస్తుంది
అటమ్ ఎకనమీ చరిత్ర మరియు అభివృద్ధి
భావన యొక్క మూలాలు
అటమ్ ఎకనమీ భావనను ప్రొఫెసర్ బారీ ఎం. ట్రోస్ట్ స్టాన్ఫోర్డ్ విశ్వవిద్యాలయంలో 1991లో "అటమ్ ఎకనమీ—సింథటిక్ సామర్థ్యం కోసం ఒక శోధన" అనే శీర్షికతో ప్రచురించిన పత్రంలో ప్రవేశపెట్టారు. ట్రోస్ట్ అటమ్ ఎకనమీని రసాయన చర్యల సామర్థ్యాన్ని అణు స్థాయిలో అంచనా వేయడానికి ప్రాథమిక ప్రమాణంగా ప్రతిపాదించారు, సాంప్రదాయ యీల్డ్ కొలతల నుండి దృష్టిని మార్చారు.
అభివృద్ధి మరియు స్వీకరణ
- 1990ల ప్రారంభం: భావన యొక్క పరిచయం మరియు ప్రారంభ అకడమిక్ ఆసక్తి
- 1990ల మధ్య: పాల్ అనాస్తాస్ మరియు జాన్ వార్నర్ ద్వారా గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ సూత్రాలలో అటమ్ ఎకనమీని చేర్చడం
- 1990ల చివర: మరింత స్థిరమైన ప్రక్రియలను కోరుతున్న ఔషధ కంపెనీల ద్వారా స్వీకరణ
- 2000లు: రసాయన విద్య మరియు పరిశ్రమలో విస్తృతంగా స్వీకరించడం
- 2010ల నుండి: నియంత్రణా ఫ్రేమ్వర్క్లు మరియు స్థిరత్వ ప్రమాణాలలో సమీకరణ
కీలక కృషి
- బారీ ఎం. ట్రోస్ట్: అటమ్ ఎకనమీ యొక్క అసలు భావనను అభివృద్ధి చేశారు
- పాల్ అనాస్తాస్ మరియు జాన్ వార్నర్: అటమ్ ఎకనమీని గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ యొక్క 12 సూత్రాలలో చేర్చారు
- రాజర్ ఎ. షెల్డన్: E-ఫాక్టర్స్ మరియు పచ్చని కెమిస్ట్రీ ప్రమాణాలపై పని ద్వారా భావనను అభివృద్ధి చేశారు
- అమెరికన్ కెమికల్ సొసైటీ గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ ఇన్స్టిట్యూట్: అటమ్ ఎకనమీని ప్రమాణ ప్రమాణంగా ప్రోత్సహించారు
ఆధునిక రసాయన శాస్త్రంపై ప్రభావం
అటమ్ ఎకనమీ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు చర్య డిజైన్కు ఎలా చేరుకుంటారో మారుస్తుంది, యీల్డ్ను గరిష్టంగా చేయడంకంటే అణు స్థాయిలో వ్యర్థాన్ని తగ్గించడంపై దృష్టిని మార్చుతుంది. ఈ పరిమాణ మార్పు అనేక "అటమ్-సమర్థవంతమైన" చర్యల అభివృద్ధికి దారితీసింది, అందులో:
- క్లిక్ కెమిస్ట్రీ చర్యలు
- మెటాథసిస్ చర్యలు
- బహుళ భాగాల చర్యలు
- స్టోయోకియోమెట్రిక్ రీజెంట్ల స్థానంలో కాటలిటిక్ ప్రక్రియలు
ప్రాక్టికల్ ఉదాహరణలు కోడ్తో
ఎక్సెల్ ఫార్ములా
1' అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించడానికి ఎక్సెల్ ఫార్ములా
2=PRODUCT_WEIGHT/(SUM(REACTANT_WEIGHTS))*100
3
4' ప్రత్యేక విలువలతో ఉదాహరణ
5' H2 + O2 → H2O కోసం
6' H2 MW = 2.016, O2 MW = 31.998, H2O MW = 18.015
7=(18.015/(2.016+31.998))*100
8' ఫలితం: 52.96%
9
పైన్ ఇంప్లిమెంటేషన్
1def calculate_atom_economy(product_formula, reactant_formulas):
2 """
3 Chemical reaction కోసం అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించండి.
4
5 Args:
6 product_formula (str): కావలసిన ఉత్పత్తి యొక్క రసాయన ఫార్ములా
7 reactant_formulas (list): రియాక్టెంట్ల యొక్క రసాయన ఫార్ములాల జాబితా
8
9 Returns:
10 dict: అటమ్ ఎకనమీ శాతం, ఉత్పత్తి బరువు, మరియు రియాక్టెంట్ల బరువు కలిగిన డిక్షనరీ
11 """
12 # అణువుల బరువుల డిక్షనరీ
13 atomic_weights = {
14 'H': 1.008, 'He': 4.003, 'Li': 6.941, 'Be': 9.012, 'B': 10.811,
15 'C': 12.011, 'N': 14.007, 'O': 15.999, 'F': 18.998, 'Ne': 20.180,
16 # అవసరమైతే మరిన్ని అణువులను చేర్చండి
17 }
18
19 def parse_formula(formula):
20 """రసాయన ఫార్ములాను పార్స్ చేయండి మరియు అణువుల బరువును లెక్కించండి."""
21 import re
22 pattern = r'([A-Z][a-z]*)(\d*)'
23 matches = re.findall(pattern, formula)
24
25 weight = 0
26 for element, count in matches:
27 count = int(count) if count else 1
28 if element in atomic_weights:
29 weight += atomic_weights[element] * count
30 else:
31 raise ValueError(f"Unknown element: {element}")
32
33 return weight
34
35 # అణువుల బరువులను లెక్కించండి
36 product_weight = parse_formula(product_formula)
37
38 reactants_weight = 0
39 for reactant in reactant_formulas:
40 if reactant: # ఖాళీ రియాక్టెంట్లను దాటించండి
41 reactants_weight += parse_formula(reactant)
42
43 # అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించండి
44 atom_economy = (product_weight / reactants_weight) * 100 if reactants_weight > 0 else 0
45
46 return {
47 'atom_economy': round(atom_economy, 2),
48 'product_weight': round(product_weight, 4),
49 'reactants_weight': round(reactants_weight, 4)
50 }
51
52# ఉదాహరణ ఉపయోగం
53product = "H2O"
54reactants = ["H2", "O2"]
55result = calculate_atom_economy(product, reactants)
56print(f"అటమ్ ఎకనమీ: {result['atom_economy']}%")
57print(f"ఉత్పత్తి బరువు: {result['product_weight']}")
58print(f"రియాక్టెంట్ల బరువు: {result['reactants_weight']}")
59
జావాస్క్రిప్ట్ ఇంప్లిమెంటేషన్
1function calculateAtomEconomy(productFormula, reactantFormulas) {
2 // సాధారణ అణువుల బరువుల అణువులు
3 const atomicWeights = {
4 H: 1.008, He: 4.003, Li: 6.941, Be: 9.012, B: 10.811,
5 C: 12.011, N: 14.007, O: 15.999, F: 18.998, Ne: 20.180,
6 Na: 22.990, Mg: 24.305, Al: 26.982, Si: 28.086, P: 30.974,
7 S: 32.066, Cl: 35.453, Ar: 39.948, K: 39.098, Ca: 40.078
8 // అవసరమైతే మరిన్ని అణువులను చేర్చండి
9 };
10
11 function parseFormula(formula) {
12 const pattern = /([A-Z][a-z]*)(\d*)/g;
13 let match;
14 let weight = 0;
15
16 while ((match = pattern.exec(formula)) !== null) {
17 const element = match[1];
18 const count = match[2] ? parseInt(match[2], 10) : 1;
19
20 if (atomicWeights[element]) {
21 weight += atomicWeights[element] * count;
22 } else {
23 throw new Error(`Unknown element: ${element}`);
24 }
25 }
26
27 return weight;
28 }
29
30 // అణువుల బరువులను లెక్కించండి
31 const productWeight = parseFormula(productFormula);
32
33 let reactantsWeight = 0;
34 for (const reactant of reactantFormulas) {
35 if (reactant.trim()) { // ఖాళీ రియాక్టెంట్లను దాటించండి
36 reactantsWeight += parseFormula(reactant);
37 }
38 }
39
40 // అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించండి
41 const atomEconomy = (productWeight / reactantsWeight) * 100;
42
43 return {
44 atomEconomy: parseFloat(atomEconomy.toFixed(2)),
45 productWeight: parseFloat(productWeight.toFixed(4)),
46 reactantsWeight: parseFloat(reactantsWeight.toFixed(4))
47 };
48}
49
50// ఉదాహరణ ఉపయోగం
51const product = "C9H8O4"; // అస్పిరిన్
52const reactants = ["C7H6O3", "C4H6O3"]; // సాలిసిలిక్ ఆమ్లం మరియు యాసిటిక్ అన్హైడ్రైడ్
53const result = calculateAtomEconomy(product, reactants);
54console.log(`అటమ్ ఎకనమీ: ${result.atomEconomy}%`);
55console.log(`ఉత్పత్తి బరువు: ${result.productWeight}`);
56console.log(`రియాక్టెంట్ల బరువు: ${result.reactantsWeight}`);
57
ఆర్ ఇంప్లిమెంటేషన్
1calculate_atom_economy <- function(product_formula, reactant_formulas) {
2 # సాధారణ అణువుల బరువుల అణువులు
3 atomic_weights <- list(
4 H = 1.008, He = 4.003, Li = 6.941, Be = 9.012, B = 10.811,
5 C = 12.011, N = 14.007, O = 15.999, F = 18.998, Ne = 20.180,
6 Na = 22.990, Mg = 24.305, Al = 26.982, Si = 28.086, P = 30.974,
7 S = 32.066, Cl = 35.453, Ar = 39.948, K = 39.098, Ca = 40.078
8 )
9
10 parse_formula <- function(formula) {
11 # రసాయన ఫార్ములాను పార్స్ చేయడానికి regex ఉపయోగించండి
12 matches <- gregexpr("([A-Z][a-z]*)(\\d*)", formula, perl = TRUE)
13 elements <- regmatches(formula, matches)[[1]]
14
15 weight <- 0
16 for (element_match in elements) {
17 # అణువు సంకేతం మరియు సంఖ్యను పొందండి
18 element_parts <- regexec("([A-Z][a-z]*)(\\d*)", element_match, perl = TRUE)
19 element_extracted <- regmatches(element_match, element_parts)[[1]]
20
21 element <- element_extracted[2]
22 count <- if (element_extracted[3] == "") 1 else as.numeric(element_extracted[3])
23
24 if (!is.null(atomic_weights[[element]])) {
25 weight <- weight + atomic_weights[[element]] * count
26 } else {
27 stop(paste("Unknown element:", element))
28 }
29 }
30
31 return(weight)
32 }
33
34 # అణువుల బరువులను లెక్కించండి
35 product_weight <- parse_formula(product_formula)
36
37 reactants_weight <- 0
38 for (reactant in reactant_formulas) {
39 if (nchar(trimws(reactant)) > 0) { # ఖాళీ రియాక్టెంట్లను దాటించండి
40 reactants_weight <- reactants_weight + parse_formula(reactant)
41 }
42 }
43
44 # అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించండి
45 atom_economy <- (product_weight / reactants_weight) * 100
46
47 return(list(
48 atom_economy = round(atom_economy, 2),
49 product_weight = round(product_weight, 4),
50 reactants_weight = round(reactants_weight, 4)
51 ))
52}
53
54# ఉదాహరణ ఉపయోగం
55product <- "CH3CH2OH" # ఎథనాల్
56reactants <- c("C2H4", "H2O") # ఎథిలీన్ మరియు నీరు
57result <- calculate_atom_economy(product, reactants)
58cat(sprintf("అటమ్ ఎకనమీ: %.2f%%\n", result$atom_economy))
59cat(sprintf("ఉత్పత్తి బరువు: %.4f\n", result$product_weight))
60cat(sprintf("రియాక్టెంట్ల బరువు: %.4f\n", result$reactants_weight))
61
అటమ్ ఎకనమీని దృశ్యీకరించడం
తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు
అటమ్ ఎకనమీ అంటే ఏమిటి?
అటమ్ ఎకనమీ అనేది రియాక్టెంట్ల నుండి అటమ్స్ కావలసిన ఉత్పత్తిలో ఎలా చేర్చబడుతున్నాయో కొలిచే ఒక ప్రమాణం. ఇది కావలసిన ఉత్పత్తి యొక్క అణువుల బరువును అన్ని రియాక్టెంట్ల యొక్క మొత్తం అణువుల బరువుతో భాగించడానికి మరియు 100తో గుణించడానికి లెక్కించబడుతుంది. అధిక శాతం అటమ్ ఎకనమీ అనేది మరింత సమర్థవంతమైన చర్యలను సూచిస్తుంది, తక్కువ వ్యర్థం ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
అటమ్ ఎకనమీ మరియు రియాక్షన్ యీల్డ్ మధ్య తేడా ఏమిటి?
రియాక్షన్ యీల్డ్ అనేది పరిమిత రీజెంట్ ఆధారంగా సాధించిన ఉత్పత్తి యొక్క పరిమాణాన్ని మాత్రమే కొలుస్తుంది. అటమ్ ఎకనమీ, అయితే, చర్య డిజైన్ యొక్క సూత్రాత్మక సామర్థ్యాన్ని అణు స్థాయిలో కొలుస్తుంది, ఇది వాస్తవంగా ఎలా పనిచేస్తుందో పరిగణనలోకి తీసుకోకుండా. ఒక చర్య అధిక యీల్డ్ కలిగి ఉండవచ్చు కానీ అటమ్ ఎకనమీ తక్కువగా ఉండవచ్చు, ఇది ముఖ్యంగా ఉప ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేస్తే.
అటమ్ ఎకనమీ గ్రీన్ కెమిస్ట్రీలో ఎందుకు ముఖ్యమైనది?
అటమ్ ఎకనమీ అనేది గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ యొక్క ప్రాథమిక సూత్రం, ఎందుకంటే ఇది రసాయన శాస్త్రవేత్తలకు తక్కువ వ్యర్థాన్ని ఉత్పత్తి చేసే చర్యలను డిజైన్ చేయడంలో సహాయపడుతుంది, కావలసిన ఉత్పత్తిలో ఎక్కువ అటమ్స్ చేర్చడం ద్వారా. ఇది మరింత స్థిరమైన ప్రక్రియలకు, పర్యావరణ ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, మరియు తరచుగా తక్కువ ఉత్పత్తి ఖర్చులకు దారితీస్తుంది.
అటమ్ ఎకనమీ ఎప్పుడైనా 100% కావచ్చు?
అవును, రియాక్షన్లో అన్ని అటమ్స్ కావలసిన ఉత్పత్తిలో ఉంటే, అది 100% అటమ్ ఎకనమీని కలిగి ఉండవచ్చు. ఉదాహరణలు చేరిక చర్యలు (హైడ్రోజనేషన్ వంటి), సైక్లోఅడిషన్లు (డీల్-ఆల్డర్ చర్యలు వంటి), మరియు వదిలివేయబడని అటమ్స్ ఉన్న పునరావృత చర్యలు.
అటమ్ ఎకనమీ సాల్వెంట్లు మరియు కాటలిస్ట్లను పరిగణనలోకి తీసుకుంటుందా?
సాధారణంగా, అటమ్ ఎకనమీ లెక్కింపులు సాల్వెంట్లు లేదా కాటలిస్ట్లను చేర్చవు, అవి ఉత్పత్తిలో చేర్చబడితే తప్ప. ఇది కాటలిస్ట్లు చర్య చక్రంలో పునరుత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు సాల్వెంట్లు సాధారణంగా ఉత్పత్తి నుండి పునరుద్ధరించబడతాయి లేదా వేరు చేయబడతాయి. అయితే, E-ఫాక్టర్ వంటి మరింత సమగ్ర పచ్చని కెమిస్ట్రీ ప్రమాణాలు ఈ అదనపు పదార్థాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటాయి.
నేను ఒక చర్య యొక్క అటమ్ ఎకనమీని ఎలా మెరుగుపరచాలి?
అటమ్ ఎకనమీని మెరుగుపరచడానికి:
- రియాక్టెంట్ల నుండి మరింత అటమ్స్ ఉత్పత్తిలో చేర్చే సింథటిక్ మార్గాలను ఎంచుకోండి
- స్టోయోకియోమెట్రిక్ రీజెంట్ల కంటే కాటలిటిక్గా ఉపయోగించండి
- సబ్స్టిట్యూషన్ చర్యల కంటే చేరిక చర్యలను ఉపయోగించండి
- అనేక భాగాల చర్యలను పరిగణనలోకి తీసుకోండి, అవి అనేక రియాక్టెంట్లను ఒకే ఉత్పత్తిలో కలుపుతాయి
- పెద్ద వదిలివేయబడే గ్రూప్స్ లేదా ఉప ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేసే చర్యలను నివారించండి
అధిక అటమ్ ఎకనమీ ఎప్పుడూ మెరుగైనదా?
అధిక అటమ్ ఎకనమీ సాధారణంగా కావలసినది, అయితే అది చర్యను అంచనా వేయడంలో మాత్రమే పరిగణించబడకూడదు. సురక్షితత, శక్తి అవసరాలు, చర్య యీల్డ్, మరియు రీజెంట్లు మరియు ఉప ఉత్పత్తుల విషాదం వంటి ఇతర అంశాలు కూడా ముఖ్యమైనవి. కొన్ని సందర్భాల్లో, తక్కువ అటమ్ ఎకనమీ ఉన్న చర్య ఎక్కువ ప్రయోజనాలు ఉంటే, అది ప్రాధమికంగా ఉండవచ్చు.
బహుళ ఉత్పత్తులతో చర్యల కోసం అటమ్ ఎకనమీని ఎలా లెక్కించాలి?
బహుళ కావలసిన ఉత్పత్తులు ఉన్న చర్యల కోసం, మీరు:
- ప్రతి ఉత్పత్తికి ప్రత్యేక అటమ్ ఎకనమీని లెక్కించవచ్చు
- అన్ని కావలసిన ఉత్పత్తుల అణువుల బరువును పరిగణించవచ్చు
- ప్రతి ఉత్పత్తి యొక్క ఆర్థిక విలువ లేదా ప్రాముఖ్యత ఆధారంగా లెక్కింపును బరువుగా చేయవచ్చు
ఈ విధానం మీ ప్రత్యేక విశ్లేషణ లక్ష్యాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
అటమ్ ఎకనమీ చర్య స్థాయిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటుందా?
అవును, అటమ్ ఎకనమీ లెక్కింపులు సరైన సంతులిత రసాయన సమీకరణాలను ఉపయోగించి ఉండాలి, అవి చర్య యొక్క సరైన స్థాయిని ప్రతిబింబిస్తాయి. సంతులిత సమీకరణలో ఉన్న కాంపౌండ్లు లెక్కింపులపై ప్రభావం చూపిస్తాయి.
అటమ్ ఎకనమీ లెక్కింపులు ఎంత ఖచ్చితంగా ఉంటాయి?
అటమ్ ఎకనమీ లెక్కింపులు ఖచ్చితమైనవి, అణువుల బరువులను మరియు సరైన సంతులిత సమీకరణాలను ఉపయోగించి ఉంటే. అయితే, అవి సూత్రాత్మకంగా ఉన్న సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తాయి మరియు వాస్తవ ప్రపంచ ప్రక్రియలను ప్రభావితం చేసే పాక్షిక చర్యలు, పక్క చర్యలు లేదా శుద్ధి నష్టాలను పరిగణనలోకి తీసుకోరు.
సూచనలు
-
ట్రోస్ట్, బి. ఎం. (1991). అటమ్ ఎకనమీ—సింథటిక్ సామర్థ్యం కోసం ఒక శోధన. సైన్స్, 254(5037), 1471-1477. https://doi.org/10.1126/science.1962206
-
అనాస్తాస్, పి. టి., & వార్నర్, జే. సి. (1998). గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ: సిద్ధాంతం మరియు అభ్యాసం. ఆక్స్ఫర్డ్ యూనివర్సిటీ ప్రెస్.
-
షెల్డన్, రా. ఎ. (2017). ఈ ఫాక్టర్ 25 సంవత్సరాల తరువాత: పచ్చని కెమిస్ట్రీ మరియు స్థిరత్వం యొక్క పెరుగుదల. గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ, 19(1), 18-43. https://doi.org/10.1039/C6GC02157C
-
డిక్స్, ఎ. పి., & హెంట్, ఎ. (2015). గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ మెట్రిక్స్: ప్రక్రియ యొక్క పచ్చదనం నిర్ధారించడానికి మరియు అంచనా వేయడానికి ఒక మార్గదర్శకం. స్ప్రింగర్.
-
అమెరికన్ కెమికల్ సొసైటీ. (2023). గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ. పొందండి https://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry.html
-
కాన్స్టేబుల్, డి. జే., కుర్జన్స్, ఎ. డి., & కునింగ్హామ్, వి. ఎల్. (2002). "గ్రీన్" కెమిస్ట్రీ కొలతలకు ఉత్తమమైనవి ఏమిటి? గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ, 4(6), 521-527. https://doi.org/10.1039/B206169B
-
ఆండ్రోస్, జే. (2012). ఆర్గానిక్ సింథసిస్ యొక్క ఆల్జిబ్రా: పచ్చమైన మెట్రిక్స్, డిజైన్ వ్యూహం, మార్గం ఎంపిక, మరియు ఆప్టిమైజేషన్. CRC ప్రెస్.
-
ఈపీఏ. (2023). గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ. పొందండి https://www.epa.gov/greenchemistry
ముగింపు
అటమ్ ఎకనమీ కేల్క్యులేటర్ రసాయన చర్యల సామర్థ్యాన్ని మరియు స్థిరత్వాన్ని అణు స్థాయిలో అంచనా వేయడానికి ఒక శక్తివంతమైన సాధనం అందిస్తుంది. రియాక్టెంట్ల నుండి అటమ్స్ ఎంత సమర్థవంతంగా కావలసిన ఉత్పత్తిలో చేర్చబడుతున్నాయో దృష్టి సారించడం ద్వారా, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు పచ్చని ప్రక్రియలను డిజైన్ చేయగలరు, వ్యర్థ ఉత్పత్తిని తగ్గించగలరు.
మీరు గ్రీన్ కెమిస్ట్రీ సూత్రాలను నేర్చుకుంటున్న విద్యార్థి, కొత్త సింథటిక్ పద్ధతులను అభివృద్ధి చేస్తున్న పరిశోధకుడు, లేదా ఉత్పత్తి ప్రక్రియలను ఆప్టిమైజ్ చేస్తున్న పరిశ్రమ రసాయన శాస్త్రవేత్త అయినా, అటమ్ ఎకనమీని అర్థం చేసుకోవడం మరియు దాన్ని ఉపయోగించడం మరింత స్థిరమైన రసాయన పద్ధతులకు దారితీస్తుంది. ఈ కేల్క్యులేటర్ ఈ విశ్లేషణను అందుబాటులో మరియు సరళంగా చేస్తుంది, పచ్చని కెమిస్ట్రీ లక్ష్యాలను అనేక రంగాలలో ముందుకు తీసుకువెళ్లడంలో సహాయపడుతుంది.
రసాయన చర్యల డిజైన్ మరియు ఎంపికలో అటమ్ ఎకనమీని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ద్వారా, మేము రసాయన ప్రక్రియలు అధిక యీల్డ్ మరియు ఖర్చు-సమర్థవంతమైనవి కాకుండా, పర్యావరణంగా బాధ్యతాయుతమైన మరియు స్థిరమైనవి కావడానికి పనిచేయవచ్చు.
ఈ రోజు అటమ్ ఎకనమీ కేల్క్యులేటర్ను ప్రయత్నించండి మీ రసాయన చర్యలను విశ్లేషించడానికి మరియు పచ్చని కెమిస్ట్రీలో అవకాశాలను కనుగొనడానికి!
கருத்து
இந்த கருவியை பற்றிய கருத்தை தொடங்க பிடித்தம் கிளிக் செய்யவும்.
தொடர்புடைய கருவிகள்
உங்கள் பணிப்பாக்கிலுக்கு பயனுள்ள மேலும் பயனுள்ள கருவிகளைக் கண்டறியவும்