Selam geleceğin kimyageri! Yeşil kimyanın en temel prensiplerinden biri olan 'Atom Ekonomisi', tepkimeye giren maddelerin ne kadarının istenen ürüne dönüştüğünü ölçer. Aşağıdaki tabloda bir X maddesini üretmek için kullanılan iki farklı yöntem ve bu yöntemlerin denkleştirilmemiş tepkimeleri verilmiştir. Her iki tepkimede de istenen ana ürün X maddesidir. Buna göre, yöntemlerin verimliliği ve yeşil kimya prensipleriyle ilgili yapılan yorumlardan hangisi yanlıştır? (Atom kütleleri: H=1, C=12, O=16)
Şıklar
I. Yöntem, %100 atom ekonomisine sahip olduğu için yeşil kimya prensiplerine daha uygundur.
II. Yöntem tam verimle gerçekleşse bile, oluşan yan ürünler (Y ve Z) nedeniyle çevre kirliliği riski daha yüksektir.
Her iki tepkime de en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde, I. yöntemde girenlerin katsayıları toplamı, II. yöntemden daha fazladır.
Atom ekonomisi hesaplanırken sadece ana ürünün kütlesinin, tepkimeye giren tüm maddelerin kütleleri toplamına oranı dikkate alınır.
II. Yöntemde oluşan yan ürünler ekonomik olarak geri kazanılamıyorsa, bu yöntem sürdürülebilirlik açısından zayıftır.
Çözüm Açıklaması
Dostum harika bir soruyla başladık! Önce tepkimeleri analiz edelim. I. Yöntem: C₂H₄ + 1/2 O₂ → C₂H₄O (Etilen oksit). Katsayılar 1 + 0.5 = 1.5 veya tam sayı yapmak için 2, 1, 2 olur (toplam 3). II. Yöntem: C₂H₄ + Cl₂ + Ca(OH)₂ → C₂H₄O + CaCl₂ + H₂O. Burada yan ürünler CaCl₂ ve H₂O'dur. Katsayılar 1, 1, 1 → 1, 1, 1 şeklindedir (toplam girenler 3). I. yöntemde atom ekonomisi %100'dür çünkü tek bir ürün oluşur (yan ürün yok!). C şıkkı yanlıştır çünkü I. yöntemin giren katsayıları (2+1=3), II. yöntemden (1+1+1=3) fazla değil, eşittir. Yeşil kimya her zaman 'az atık, çok ürün' der!