Generado el: 17 de junio de 2026, 17:25

Calculadora de Economía Atómica

Datos de entrada

Masa molar del producto deseado100 g/mol
Masa molar total de todos los reactivos180 g/mol

Generado con OneCalc · https://onecalc.app/es/chemistry/atom-economy-calculator

Química

Calculadora de Economía Atómica

Calcula la economía atómica de una reacción —el porcentaje de la masa de los reactivos que termina en el producto deseado— usando las masas molares multiplicadas por los coeficientes estequiométricos.

Datos de entrada

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Esta reacción tiene una economía atómica baja: menos del 50 % de la masa de los reactivos se convierte en el producto deseado. Una gran fracción de los materiales de partida se pierde como subproductos, lo que aumenta los residuos y el coste.

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La economía atómica

La economía atómica mide con qué eficiencia aprovecha una reacción química sus materiales de partida. Introducida por Barry Trost en 1991, es uno de los doce principios de la química verde. En lugar de preguntar únicamente si una reacción funciona, la economía atómica pregunta cuánta de la masa de entrada termina realmente en el producto deseado y cuánta se convierte en residuos.

Una reacción que convierte casi todos sus reactivos en la molécula diana es intrínsecamente más limpia y económica que una que descarta la mayor parte como subproductos, independientemente de la precisión con que se ejecute el experimento.

La fórmula de la economía atómica

Economıˊa atoˊmica=MproductoMreactivos×100%\text{Economía atómica} = \frac{M_{\text{producto}}}{M_{\text{reactivos}}} \times 100\%

donde:

  • MproductoM_{\text{producto}} es la masa molar del producto deseado multiplicada por su coeficiente estequiométrico
  • MreactivosM_{\text{reactivos}} es la suma de (masa molar × coeficiente estequiométrico) para cada reactivo de la ecuación ajustada

La fracción de residuos se obtiene directamente:

W=100%−Economıˊa atoˊmicaW = 100\% - \text{Economía atómica}
MagnitudSignificado
MproductoM_{\text{producto}}Masa molar del producto deseado ponderada estequiométricamente (g/mol)
MreactivosM_{\text{reactivos}}Masa molar total de todos los reactivos ponderada estequiométricamente (g/mol)
Economía atómicaFracción de la masa de los reactivos incorporada al producto (%)
Fracción de residuosFracción de la masa de los reactivos que se pierde como subproductos (%)

Ejemplo resuelto

La síntesis de etanol por hidratación del etileno:

C2H4+H2O→C2H5OH\text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}

Las masas molares de los reactivos son 28,05 g/mol (etileno) y 18,02 g/mol (agua), sumando en total 46,07 g/mol. El etanol producto tiene una masa molar de 46,07 g/mol.

Mreactivos=28,05+18,02=46,07 g/molMproducto=46,07 g/molEconomıˊa atoˊmica=46,0746,07×100%=100%\begin{aligned} M_{\text{reactivos}} &= 28{,}05 + 18{,}02 = 46{,}07\ \text{g/mol} \\ M_{\text{producto}} &= 46{,}07\ \text{g/mol} \\ \text{Economía atómica} &= \frac{46{,}07}{46{,}07} \times 100\% = 100\% \end{aligned}

Es una reacción de adición —todos los átomos de los reactivos terminan en el producto—, por lo que la economía atómica es del 100 %.

Compárese con la síntesis de Grignard de un alcohol, que emplea reactivos, un disolvente y produce una sal de magnesio como subproducto. La masa desperdiciada reduce la economía atómica muy por debajo del 100 % aunque el alcohol deseado pueda aislarse con alto rendimiento.

Economía atómica frente a rendimiento porcentual

Estas dos métricas miden cosas distintas:

Economía atómicaRendimiento porcentual
Qué mideCuánta masa de los reactivos puede convertirse en productoCuánto del producto posible se obtuvo
Depende deSolo la ecuación ajustadaLas condiciones experimentales
Puede ser 100 %Sí, para reacciones de adición/reorganizaciónSí, en principio
Refleja residuos de subproductosSíNo

Una reacción puede tener un rendimiento del 95 % pero una economía atómica del 20 %: solo una quinta parte de los materiales de partida contribuyó al producto, aunque casi todo ese producto teórico se haya recogido. Ambas métricas juntas ofrecen una imagen más completa de la eficiencia.

Tipos de reacción clasificados por economía atómica

Las reacciones de adición combinan todos los reactivos en un único producto, por lo que su economía atómica es siempre el 100 %. Las reacciones de reorganización reorganizan átomos dentro de una molécula y también alcanzan el 100 %. Las reacciones de sustitución producen un subproducto junto al producto deseado, dando una economía atómica entre el 0 % y el 100 % que depende de las masas molares relativas. Las reacciones de eliminación expulsan una molécula pequeña —generalmente agua o HX— como residuo, obteniendo típicamente economías atómicas moderadas. Las síntesis multietapa multiplican las ineficiencias de cada paso, de modo que una larga ruta sintética con varias transformaciones de baja economía atómica puede desperdiciar la mayor parte del material de partida incluso cuando cada rendimiento individual es aceptable.

Implicaciones prácticas

El coste de las materias primas escala con la masa de reactivos adquiridos, no con la masa de producto recogido. Cuando la economía atómica es baja, la reacción consume más materiales de partida y genera más residuos, encareciendo ambas variables. La gestión de residuos —especialmente para subproductos peligrosos— puede superar el coste de los propios materiales de partida. En procesos industriales, mejorar la economía atómica aunque sea unos pocos puntos porcentuales sobre millones de kilogramos de producto al año se traduce en ahorros sustanciales y una huella ambiental menor.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la fórmula de la economía atómica?

Economía atómica = (masa molar del producto deseado ÷ masa molar total de todos los reactivos) × 100 %. Cada masa molar se multiplica previamente por su coeficiente estequiométrico en la ecuación ajustada. Por ejemplo, si una reacción emplea 180 g/mol de reactivos y produce 100 g/mol del producto deseado, la economía atómica es (100 ÷ 180) × 100 % ≈ 55,6 %.

¿En qué se diferencia la economía atómica del rendimiento porcentual?

La economía atómica es una medida teórica de cuánta masa de los materiales de partida puede, en principio, terminar en el producto deseado: depende únicamente de la ecuación ajustada, no de cómo se lleve a cabo la reacción. El rendimiento porcentual mide cuánto del producto teóricamente posible se obtuvo en un experimento concreto. Una reacción puede tener un rendimiento porcentual alto pero una economía atómica baja si la ecuación ajustada genera grandes cantidades de subproductos.

¿Por qué es importante la economía atómica en la química verde?

La economía atómica es uno de los doce principios de la química verde, introducido por Trost en 1991. Cuantifica los residuos a nivel molecular: cada átomo que no termina en el producto deseado debe eliminarse, tratarse o reciclarse, lo que cuesta dinero y energía y genera impacto ambiental. Las reacciones con alta economía atómica reducen el consumo de materias primas, disminuyen los costes de gestión de residuos y reducen la huella ambiental global de un proceso químico.

¿Qué tipos de reacción tienen economía atómica alta o baja?

Las reacciones de adición, en las que dos o más moléculas se combinan para formar un único producto sin que sobren átomos, tienen la mayor economía atómica posible: el 100 %. Las reacciones de reorganización también tienden a estar cerca del 100 %. Las reacciones de sustitución producen un producto y un subproducto, dando una economía atómica inferior al 100 % que depende de los pesos moleculares implicados. Las reacciones de eliminación, que expulsan una molécula pequeña como el agua como subproducto, tienen generalmente economías atómicas moderadas. Las síntesis multietapa acumulan las pérdidas de cada paso, de modo que una ruta larga con varias transformaciones de baja economía atómica puede desperdiciar la mayor parte del material de partida.

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