La selectividad es un criterio utilizado en química para cuantificar la eficiencia de una reacción objetivo en presencia de procesos secundarios. Hay selectividad total o integral, definida como la relación entre la cantidad del producto objetivo obtenido y todos los productos del proceso, así como selectividad instantánea o diferencial, definida como la relación entre la velocidad de la reacción objetivo y la velocidad de consumo del reactivo inicial . La selectividad es también una de las principales características de un catalizador .
Si el objetivo de un proceso químico es obtener un determinado producto (objetivo), entonces al organizar el proceso se busca aumentar el rendimiento de este producto. El rendimiento del producto se define como la relación entre la cantidad de producto realmente obtenido y la cantidad que teóricamente podría obtenerse mediante el procesamiento completo de todo el reactivo inicial en el producto objetivo. El rendimiento está determinado por dos parámetros: el grado de transformación (conversión) del reactivo inicial y la selectividad. El grado de conversión muestra qué proporción del reactivo inicial se consumió durante el proceso. La selectividad determina qué proporción del reactivo gastado se destinó a la formación del producto objetivo. Para asegurar un alto rendimiento del producto objetivo, no basta con un alto grado de conversión o una alta selectividad; el rendimiento del producto está determinado por una combinación de estos factores.
Por ejemplo, deje que N 0 mol de sustancia A ingrese al reactor , y N x mol de sustancia A reaccionó, y N B mol se gastaron en la formación del producto B, y N C y N D mol de sustancia A se gastaron en el formación de subproductos C y D. Entonces la selectividad S de la reacción para el producto objetivo B será:
El grado de conversión (conversión) del reactivo A en este ejemplo será igual a la relación entre la cantidad de moles de la sustancia A reaccionada y la cantidad de moles que ingresaron al reactor:
El rendimiento del producto η B en este ejemplo será igual a la relación entre el número de moles del reactivo A utilizado para formar el producto objetivo y el número de moles alimentados al reactor:
Así, entre el rendimiento del producto B, la selectividad del proceso en relación a la formación de B, y el grado de conversión (conversión) del reactivo inicial A, existe una relación simple:
La velocidad de las reacciones químicas depende de muchos factores, incluida la temperatura y la concentración de los reactivos. Durante el curso de un proceso químico, estos parámetros pueden cambiar, dando como resultado cambios en las velocidades de varias reacciones, como resultado de lo cual la relación entre la velocidad de formación del producto objetivo y la velocidad total de consumo del reactivo (lo que es entendida como selectividad instantánea o diferencial) también cambia. Para calcular el rendimiento del producto en este caso, es necesario integrar la selectividad instantánea sobre el parámetro cambiante.
La selectividad es una de las principales características de un catalizador; se define como la capacidad de un catalizador para aumentar selectivamente la velocidad de una de las reacciones (reacción objetivo) en presencia de varias reacciones secundarias. Las enzimas son especialmente selectivas (su selectividad alcanza el 95-100%), seguidas de los catalizadores homogéneos . La selectividad de los catalizadores heterogéneos suele ser menor, del orden del 70%.