反応のスケールアップ - 化学実験全集

反応のスケールアップ

　少量スケールでの反応が収率良く進行し，その条件を用いていざ大量スケールの合成を行おうという場合，考慮すべきポイントがある。

• 示量的と示強的

　数値には，示量的なものと示強的なものがある。

　・示量的
　量を表す数値。体積や質量など，物質の量そのものに依存する数値。

　・示強的
　性質や強さを現す数値。温度や気圧など，物質の量に依存しない数値。

　この二つの数値をきっちりと区別し，示量的な数値のみ，スケールアップする事。基質の量を2倍にするならば，そのほか全ての示量的な数値も2倍にする。

示量的	示強的
スケールアップする	スケールアップしない
化合物の質量	反応温度
溶液の体積	圧力
	反応時間

スケールアップに付随する問題点

　スケールアップは，基本的に示量性数値をすべて等倍にすればよいのである。ところが，実際にスケールアップしてみると，少量スケールの時とは様子が異なってくることがある。

• サイズ効果

　物質の質量が小さいほど，質量あたりの表面積の割合が大きくなる。
このことが示しているのは，
少量スケールでは固体の表面積が大きく，反応性が高い。
ということである。つまり，少量スケールで反応が効率よく進行したからといって，スケールアップを安易に行うと，固体の表面積が相対的に小さくなって反応が遅くなる。

• 熱効率

　スケールが小さい時には溶液の体積が小さく，一瞬で冷却，加温することができる。しかし大量スケールになると，攪拌の効率が低くなる。

Tips

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