Selectivitatea este un criteriu utilizat în chimie pentru a cuantifica eficiența unei reacții țintă în prezența proceselor secundare. Există selectivitate totală sau integrală, definită ca raportul dintre cantitatea de produs țintă obținut și toți produsele procesului, precum și selectivitatea instantanee sau diferențială, definită ca raportul dintre viteza reacției țintă și viteza de consumul reactivului initial . Selectivitatea este, de asemenea, una dintre principalele caracteristici ale unui catalizator .
Dacă scopul unui proces chimic este obținerea unui anumit produs (țintă), atunci când organizează procesul, ei caută să crească randamentul acestui produs. Randamentul produsului este definit ca raportul dintre cantitatea de produs efectiv obținută și cantitatea care ar putea fi obținută teoretic prin procesarea completă a întregului reactiv inițial în produsul țintă. Randamentul este determinat de doi parametri - gradul de transformare (conversie) a reactivului inițial și selectivitatea. Gradul de conversie arată ce proporție din reactivul inițial a fost consumată în timpul procesului. Selectivitatea determină ce proporție din reactivul uzat a mers la formarea produsului țintă. Pentru a asigura un randament ridicat al produsului țintă, nu este suficient doar un grad ridicat de conversie sau o selectivitate ridicată; randamentul produsului este determinat de o combinație a acestor factori.
De exemplu, lăsați N 0 mol de substanță A să intre în reactor și N x mol de substanță A a reacționat și N B mol a fost cheltuit pentru formarea produsului B și N C și N D mol de substanță A au fost cheltuiți pentru formarea produselor secundare C și D. Atunci selectivitatea S a reacției pentru produsul țintă B va fi:
Gradul de conversie (conversie) a reactivului A în acest exemplu va fi egal cu raportul dintre numărul de moli ai substanței reacționate A și numărul de moli care au intrat în reactor:
Randamentul de produs η B în acest exemplu va fi egal cu raportul dintre numărul de moli de reactiv A utilizați pentru a forma produsul țintă și numărul de moli alimentați în reactor:
Astfel, între randamentul produsului B, selectivitatea procesului în raport cu formarea lui B și gradul de conversie (conversie) a reactivului inițial A, există o relație simplă:
Viteza reacțiilor chimice depinde de mulți factori, inclusiv temperatura și concentrația reactivilor. În cursul unui proces chimic, acești parametri se pot schimba, ducând la schimbarea vitezei diferitelor reacții, ca urmare a faptului că raportul dintre viteza de formare a produsului țintă și rata totală de consum al reactivului (ceea ce este înţeleasă ca selectivitate instantanee sau diferenţială) se modifică şi ele. Pentru a calcula randamentul de produs în acest caz, este necesar să se integreze selectivitatea instantanee asupra parametrului în schimbare.
Selectivitatea este una dintre principalele caracteristici ale unui catalizator; este definită ca fiind capacitatea unui catalizator de a crește selectiv viteza uneia dintre reacții (reacția țintă) în prezența mai multor reacții secundare. Enzimele sunt deosebit de selective (selectivitatea lor ajunge la 95-100%), urmate de catalizatori omogene . Selectivitatea catalizatorilor eterogene este de obicei mai mică, de ordinul a 70%.