Hiệu suất nguyên tử là nguyên tắc số 2 trong 12 nguyên tắc của hoá học xanh

Hiệu suất nguyên tử (kí hiệu là AE, Atom Economy) là nguyên tắc số 2 trong 12 nguyên tắc của hoá học xanh. Đây là thước đo đo lường mức độ biến đổi các nguyên liệu ban đầu thành sản phẩm hữu ích, giúp thiết kế các quy trình hoá học giảm thiểu chất thải ở cấp độ nguyên tử. Hiệu suất nguyên tử được xác định bằng công thức như sau:
AE (%) = [khối lượng mol (g/mol) của sản phẩm mong muốn] / [tổng khối lượng mol (g/mol) của các chất phản ứng]
Một ví dụ quá trình điều chế acetic acid bằng phương pháp lên men ethyl alcohol như sau:
CH₃CH₂OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O
Tổng khối lượng mol (g/mol) của các chất phản ứng: 46 (ethyl alcohol) + 32 (oxygen) = 78. Khối lượng mol (g/mol) của sản phẩm mong muốn (acetic acid) là 60. Hiệu suất nguyên tử là 76,9%.
a) Từ đồng (Cu, copper) phế liệu có thể điều chế copper (II) sulfate theo hai phản ứng sau:
Cu + ½O₂ + H₂SO₄ (loãng) → CuSO₄ + H₂O (1)
Cu + 2H₂SO₄ (đặc) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (2)
Giải thích vì sao trong công nghiệp, copper (II) sulfate chủ yếu được sản xuất theo phản ứng (1).
b) Sơ đồ phương pháp tổng hợp ibuprofen (một loại thuốc chống viêm) sau đây cho thấy sự giảm thiểu chất thải bằng cách chuyển đổi nhiều chất phản ứng hơn thành sản phẩm cuối cùng. Sản phẩm phụ sinh ra trong sơ đồ là hợp chất có giá trị ứng dụng trong ngành công nghiệp và đời sống.

2-methylpropylbenzene                                                                                                      Ibuprofen
i) Xác định công thức sản phẩm phụ sinh ra trong sơ đồ trên.
ii) Tính hiệu suất nguyên tử của phương pháp tổng hợp ibuprofen.