반응물로 투입된 원자들의 총 질량 중 실제 원하는 최종 생성물에 포함된 원자의 질량 비율을 계산하는 원자 경제성의 개념을 기존의 수득률 개념과 비교하여 설명해 주세요.

Question

현대 화학 공정은 단순히 제품을 잘 만드는 것을 넘어 쓰레기를 최소화하는 녹색 화학을 추구합니다. 반응물로 투입된 원자들의 총 질량 중 실제 원하는 최종 생성물에 포함된 원자의 질량 비율을 계산하는 원자 경제성의 개념을 기존의 수득률 개념과 비교하여 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

녹색 화학의 핵심은 제품을 만드는 과정에서 버려지는 원자를 최소화하여 부산물과 쓰레기를 내지 않는 것입니다. 이를 평가하기 위해 기존의 수득률과 친환경 개념인 원자 경제성을 함께 비교하여 사용합니다.

수득률은 화학 반응이 얼마나 잘 진행되었는지를 나타내는 공정과 실험의 효율성 지표로 반응물 중 일부가 남아있거나, 부반응이 일어나 손실된 양을 제외하고 실제 손에 쥔 목적 생성물의 비율을 측정합니다. 반응 자체에 수반되는 부산물의 양은 전혀 고려하지 않습니다. 부산물이 아무리 독성이 강하거나 양이 많아도, 목적 생성물만 이론값대로 완벽히 추출하면 수득률은 100%가 됩니다. 원자 경제성은 1991년 배리 트로스트 교수가 제안한 개념으로, 화학 반응 식 자체의 친환경적 설계 효율성을 평가합니다. 반응에 들어간 모든 원자의 질량 대비 목적물에 포함된 원자의 질량 비율을 계산하며, 반응 반응식 단계에서부터 쓸데없이 버려지는 원자가 얼마나 발생하는지를 직관적으로 보여줍니다.