原子経済性計算機

原子経済性は、係数を合わせた化学反応式で反応物の物質がどれだけ目的生成物に取り込まれるかを示します。有用な生成物に多くの原子を取り込む反応ほど化学量論的な廃棄物が少ないため、グリーンケミストリーの中心的な考え方の一つです。この指標は理論値であり、実験室や工場で実際に回収された物質量ではなく、反応式が示す反応経路を評価します。 式は、目的生成物の化学量論係数を反映したモル質量を、全反応物の同様のモル質量の合計で割り、100%を掛けたものです。化学量論係数を反映するとは、調整済み反応式の係数を含めるという意味です。水素が三モル必要なら、水素ガスのモル質量の三倍を反応物の寄与とします。目的生成物が二モルできる場合も、生成物側にその係数を反映します。この計算機には、係数を掛けた反応物の値をカンマ区切りで、目的生成物の値を一つ入力します。 原子経済性が高いほど、反応物の原子の大部分が目的生成物に入ります。付加反応では全反応物が一つの生成物になるため100%に近づくことが多く、置換反応や脱離反応では塩、水などの副生成物が生じるため低くなり得ます。計算機は80%以上を高い、50%以上80%未満を中程度、それ未満を低いと表示します。これらは比較の目安であり、規制上の基準ではありません。 原子経済性と収率は別の問いに答えます。収率は実際の生成物量を理論量と比較し、不完全な転化、平衡、操作中の損失、副反応を反映します。原子経済性は、係数を合わせた反応式と分子質量だけで決まります。重い副生成物が必ず生じる工程では収率が高くても原子経済性は低くなり、実際の反応がうまく進まなければ原子経済性が高くても収率は低くなります。プロセス質量強度、溶媒使用量、エネルギー需要、毒性、再生可能性、製品のライフサイクルは、持続可能性に関する追加情報となります。 精度が重要な場合は正確なモル質量を用い、各項を合計する前に反応式の原子数が釣り合っているか確認してください。触媒は化学量論的に消費されず再生されるため、通常は除外します。溶媒も従来の式には含めませんが、総合的な環境評価では重要です。同じ目的生成物の合成経路を比較することで、実験による最適化に入る前の設計段階から、原料を節約して廃棄物を減らす経路を選べます。