Free Press

Randament procentual al produselor de hidrogenare

De foarte multe ori, într-o reacție chimică se formează un amestec de doi sau mai mulți produse. De exemplu, atunci când un ulei vegetal, cum ar fi uleiul de palmier, este hidrogenat, am putea dori să obținem doar produse mono-nesaturate. Dar numeroasele trigliceride pe care le conține, cu lanțuri variate de acizi grași. Nici un singur proces nu ar putea funcționa pentru toate acestea. Să presupunem că începem cu o singură moleculă posibilă de ulei de palmier, un glicerol cu 2 substituenți de acid linolenic și 1 de acid linoleic (îl vom abrevia GLLL). Produsul dorit ar putea fi uleiul cu trei substituenți de acid oleic (îl vom abrevia GOOO, ceea ce ar putea fi, de asemenea, o bună descriere a acestuia), astfel încât ecuația este:

(C18H29O2)CH2CH(C18H29O2)CH2-(C18H31O2) + 5 H2 → (C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2-(C18H33O2)

„GLLL” + 5 H2 → „GOOO”

Un exces mare de hidrogen este de obicei prezent sub presiune, cu un catalizator de paladiu sau „Raney Nickel”. Se obține un număr mare de produse, inclusiv grăsimi complet saturate, cum ar fi Stearina (tristearat de gliceril), și grăsimi trans. Produsele sunt de obicei analizate prin transformarea uleiurilor în esteri (metilici) mai simpli și efectuarea unei cromatografii în fază gazoasă.

Eficacitatea reacției este de obicei evaluată în termeni de randament procentual al produsului dorit. Un randament teoretic se calculează presupunând că tot reactivul limitativ este transformat în produs. Masa de produs determinată experimental se compară apoi cu randamentul teoretic și se exprimă în procente:

EXEMPLU 1 Să presupunem că se efectuează o |hidrogenare a 100,0 g de (C18H29O2)CH2CH(C18H29O2)CH2-(C18H31O2), abreviat „GLLL” (M = 875,4 g/mol) cu 2.000 g H2, închisă ermetic într-un vas de reacție din oțel de înaltă presiune cu un catalizator la 55°C. Printre produsele obținute se numără 90,96 g(C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2-(C18H33O2), abreviat „GOOO”. (M = 885,5 g/mol). Calculați randamentul procentual.

Soluție Trebuie să calculăm randamentul teoretic al (C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2-(C18H33O2) și, pentru a face acest lucru, trebuie să descoperim mai întâi dacă (C18H29O2)CH2CH(C18H29O2)CH2-(C18H31O2) sau H2 este reactivul limitativ. Pentru ecuația echilibrată de mai sus,

Raportul stoichiometric al reactanților este

Acum, cantitățile inițiale ale celor doi reactivi suntși Raportul cantităților inițiale este astfelDin moment ce acest raport este mai mic decât , există un exces de H2. GLLL este reactivul limitativ. În consecință, trebuie să folosim 0,1142 mol GLLL și 0,5712 mol H2 (în loc de 0,9921 mol H2) pentru a calcula randamentul teoretic de (C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2-(C18H33O2), sau „GOOO”. Avem apoipentru caPot fi organizate aceste calcule într-un tabel:

		(C18H29O2)CH2CH(C18H29O2)CH2-.(C18H31O2) „GLLL”	+ 5 H2	→ (C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2- (C18H33O2) „GOOO”
m, g	100.0 g	2.000 g	90.96 g
M, g/mol	875.4	2,016	885,5
n prezent, mol	0,1142 mol	0,9921 mol
n actual, mol	0.1142	0,5712	0,1142
m real, masă	100,0	1,1515	101,2

Câștigul procentual este atunci.