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QuímicaVerde
QuímicaVerde
MarcosMoisésGonçalves
sonhe,realize,seja
ProduçãoQuímica:
Prado,A.G.S.Químicaverde,osdesafiosdaquímicadonovomilênio.Quím.Nova,2003,v.26(5)
ProduçãoQuímica:
Gerasubprodutostóxicos=Meioambienteeprópriohomemexpostosaestesxenobió@cos
IndústriaQuímica
• Sofrecadavezmaispressão:ONGs,en@dadesgovernamentais,sociedade:
“Indústriadeveaprimorarprocessosmenosprejudiciais”
• Principalproblema:grandevolumedeefluentestóxicosporváriosprocessosquímicos
IndústriaQuímica
MinimizandoContaminantes
• Empregodereagentesalterna@vos• Aumentodasele@vidade:maximizarusodomateriaisdepar@da
• Usarcatalisadores(parafaciltaraseparaçãodoprodutofinaldamistura)
• Reciclarreagentesecatalisadores
Conceitos da química verde i) Uso de fontes renováveis ou recicladas
de matéria-prima ii) Aumento da eficiência de energia, ou a
utilização de menos energia para produzir a mesma ou maior quantidade de produto
iii) Evitar uso de substâncias persistentes, bioacumulativas e tóxicas
Lenardão,E.J."Green chemistry" - Os 12 princípios da química verde e sua inserção nas atividades de ensino e pesquisa.,Quím.Nova,2003,v.26(1).
ImplantandoQVnaIndústriaAnastas,P.T.;Warner,J.;GreenChemistry:TheoryAndPracLce,OxfordUniversityPress:Oxford,1998
Comogaran@rprocessosverdes?
• Sabemosaverdadeportrásdosfatos?• EmpresasquemaisagridemomeioambientetematerumMarke@ngVerdeFofinho…• Tem-sequeesverdearprofundamenteaindústriaquímicadetransformação
• Devemosimitaraperfeiçãodanaturezaeseusciclosdoselementosambientais
TipodeIndústria TonelagemdeProduto FatorE
BulkChemicals(commodi@es) 104-106 <1–5
IndústriadeQuímicaFina 102-103 5->50
IndústriaFarmacêu@ca 10-103 25->100
FatorE-Quan@dadedelixo/kgdeprodutoOfatorEéumdescritordoimpactoprovocadopelaindústriaaoobterseusprodutos
ImplantandoQVnaIndústria1.Prevenção:evitaraproduçãoderesíduoémelhorquetratá-looulimpá-lo
2.Economiadeátomos:novasrotassinté@casincorporaçãomáximadosmateriaisdepar@danoprodutofinal
3.SínteseedesenhodeProdutosQuímicosMenosPerigosos:u@lizaregerarsubstânciasquepossuampoucaounenhumatoxicidadeàsaúdehumanaeaoambiente
ImplantandoQVnaIndústria5.SolventeseAuxiliaresprecisam,semprequepossível,tornar-sedesnecessáriose,quandou@lizadosdevemserinócuos
6.BuscapelaEficiênciadeEnergia:Energiadosprocessosquímicoscausaimpactosambientaiseeconômicosedeveserminimizada.Sepossível,processosquímicosdevemseràtemp.epressãoambiente
7.UsodeFontesRenováveisdeMatéria-PrimaSemprequetécnicaeeconomicamenteviável,evitarfontesnão-renováveis8.EvitaraFormaçãodeDerivadosPorqueestasetapasrequeremreagentesadicionaisegeramresíduos
ImplantandoQVnaIndústria
9.Catálise.Reagentescatalí@cos(tãosele@vosquantopossível)sãomelhoresquereagentesestequiométricos;
10.DesenhoparaaDegradação.Osprodutosquímicosprecisamserdesenhadosdetalmodoque,aofinaldesuafunção,sefragmentememprodutosdedegradaçãoinócuosenãopersistamnoambiente
ImplantandoQVnaIndústria
11.AnáliseemTempoRealparaPrevençãodaPoluição.Serãonecessáriasnovasmetodologiasanalí@casqueviabilizemummonitoramentoecontroledentrodoprocesso,emtemporeal,antesdaformaçãodesubstânciasnocivas.
ImplantandoQVnaIndústria
12.QuímicaIntrinsecamenteSeguraparaaPrevençãodeAcidentes.Assubstâncias,bemcomoamaneirapelaqualumasubstânciaéu@lizadaemumprocessoquímico,devemserescolhidasafimdeminimizaropotencialparaacidentesquímicos,incluindovazamentos,explosõeseincêndios.
ImplantandoQVnaIndústria
Reaçõeslivresdesolventes
• Usocatalisadoressólidosjuntamentecomairradiaçãomicroondasoucomau@lizaçãodefluidossupercrí@cos,comoobje@vodesedesenvolverdeprocessosdereaçõesorgânicassemsolventesorgânicos.
Cave,G.W.V.;Raston,C.L.;ScoV,J.L.;Chem.Commun.2001,2159.
• Au@lizaçãodaáguaemcondiçõesextremas,temperaturas>200oC,formaumfluidosupercrí@co,oqualpermiteasolubilizaçãodemoléculasapolaresedecompostosorgânicos.
Reaçõeslivresdesolventes
• Estasolubilizaçãopermiteodesenrolardasreaçõesorgânicas,naausênciatotaldesolventesorgânicosindesejáveisaomeioambiente.
Bandgar,B.P.;Uppalla,L.S.;Kurule,D.S.;GreenChem.1999,1,243.
Reaçõeslivresdesolventes
Microondas
• Recentesavançosnassíntesesorgânicascatalisadasporsólidosácidosebásicoscomairradiaçãomicroondaspermitemquemuitasreaçõessejamfeitasnaausênciadequaisquersolventesorgânicos.Oprincípiodestasreaçõeséairradiaçãomicroondassobreosreagentesemconjuntocomcatalisadoressólidos.
Microondas
• Asreaçõesorgânicascomcatáliseheterogêneatêmsidomuitoaplicadasnocontextoindustrial.Estasreaçõessãoacompanhadascomsucessodevidoaofatoqueoscatalisadoressuportadosemcompostosporososapresentamumaó@madispersãodossí@osrea@vos,aumentandoasele@vidadeeaeficiênciadasreaçõestradicionais
FluidoSupercríOco
• Area@vidadedasmoléculasusandoofluidosupercrí@coestábaseadanaaltatemp.daáguaouCO2,queseapresentamnoestadosupercrí@co.
Jessop,P.G.;Ikariya,T.;Noyori,R.;Chem.Rev.1999,99,475.Aleman,P.A.;Boix,C.;Poliakoff,M.;GreenChem.1999,1,65.Cooper,A.;Poliakoff,M.;GreenChem.1999,1,G167.Wei,M.;Musie,G.T.;Busch,D.H.;Subramaniam,B.;J.Am.Chem.Soc.
2002,124,2513.
FluidoSupercríOco
• Oaumentodasconstantesdielétricasnoestadosupercrí@cotambémfavoreceasreaçõescatalisadasporsólidosácidosebásicos.
Jessop,P.G.;Ikariya,T.;Noyori,R.;Chem.Rev.1999,99,475.Aleman,P.A.;Boix,C.;Poliakoff,M.;GreenChem.1999,1,Cooper,A.;
Poliakoff,M.;GreenChem.1999,1,G167.Wei,M.;Musie,G.T.;Busch,D.H.;Subramaniam,B.;J.Am.Chem.Soc.
2002,124,2513
Fotocatálise
• Processosdefoto-oxidaçõescatalí@casmostramagrandepotencialidade
• Processosusammateriaissemi-condutores(TiO2anatase)esolventesnãotóxicos
Fotocatálise
• Aexcitaçãodestesemi-condutoréfeitaporluzuv<390nm.Oaltograudeoxidaçãotemsidodemonstradopelaa@vaçãofotocatalí@cadearomá@cos,hidrocarbonetos,bemcomoadestruiçãocompletadepoluentesambientais.
Higarashi,M.M.;Jardim,W.F.;Am.Lab.2000,32,25.
Biocatálise
• Ousodaa@vidademicrobianaparacatalisarreaçõesquímicaspodeseraplicadoemdiversassíntesescomsucesso.
Biocatálise
• Altarégioeestéreosele@vidadedasbioconversõespodesimplificarosprocessosindustriais,aumentandoorendimentoediminuindoageraçãodesubprodutos.
DeSanLs,G.;Zhu,Z.;Greenberg,W.A.;Wong,K.;Chaplin,J.;Hanson,S.R.;Farwell,B.;Nicholson,L.W.;Rand,C.L.;Welner,D.P.;Robertson,D.E.;Burk,M.J.;J.Am.Chem.Soc.2002,124,9024.
Petersen,M.;Kiener,A.;GreenChem.1999,1,99.
Biocatálise
• Umagrandevariedadedeprocessosquímico-enzimá@costemsidodesenvolvidaemlargaescalanamodificaçãodeN-heterociclosaromá@cos.Compostospiridínicossãoconver@dosfacilmentepelaaçãodemicrorganismos.
Oqueéorgânico?
• Solocomorganismosmicroemarcoscópicosvivos.
bactériassapror@cas
NH3
bactériasnitrificantes
NO2-
NO3-
bactériasnitrificantes
plantasanimais
excretas
bactériasd
esnitrificantes
N2
fixado
rasN
bactérias
ciclodonitrogênio
bactériassapror@cas
NO3-
plantasanimais
excretas
bactériasd
esnitrificantes
N2
NH3
bac.nitrificantes
NO2-
raios
ciclodonitrogênio
CO2Supercrí@co
• LavanderiaemNovaIorque• Extraçãodecafeína
LavandeiraEcológica
CO2
BigAppleCleaners
• Address:16013RDAVECity:NEWYORK,NYZipCode:10128County:BronxCounty
• MovingSeasonMonday:20%OffYourOrder@GreenAppleCleaners
• Weknowyou'[email protected]}er@metotakeadvantageofthisexclusiveofferondrycleaning!GreenAppleCleanersisNewYork'sonlydrycleanerexclusivelyusingEPAapprovedgreencleaningtechnologies.
ChemicalFreeDryCleaningWednesday,December28,2011at10:06AM
ChemicalFreeDryCleaningWednesday,December28,2011at10:06AM
• h}p://pravassa.com/blog/2011/12/28/chemical-free-dry-cleaning.html• GreenAppleCleaners|photo:TimeMagazine
• WhyshouldIavoidtradi@onaldrycleaning?
• PERC.Percorperchlorethyleneishighlyeffec@veincleaningyourclothesquicklyandeasily,butitisalsoquiteefficientatpollu@ngtheair.
• Inhighlevels,ithasbeenshowntocausesymptomsincludingdizziness,fa@gue,headaches,confusion,nauseaandskinirrita@on.
• EPA,in1995,theInterna@onalAgencyforResearchonCancer(IARC)percis“probablycarcinogenictohumans.”Becausepercisonlyonepartofthecleaningprocess,ideally,itwillbemostlyremovedbythe@meyouretrieveyourcleanclothes.Unfortunately,thereisnowaytocheckthisaspercdoesnothaveanodor.
• Sooneoftherisksyourunisintroducingthistoxintoyourhomewhereitcanpenetratethroughout.TheNa@onalCleanersAssocia@ondoesnotlimitlevelsofpercusageindrycleanersinmoststatesanditiss@llthemostpopularcleaningsolvent.Plus,thinkaboutwhatitisdoingtothekindfolksthatcleanyourclothing!
ChemicalFreeDryCleaningWednesday,December28,2011at10:06AM
• Whataremyalterna@ves?• Saferdrycleaningalterna@vesincludewetcleaningandCO2cleaning.
• CO2cleaningisaprocessinwhichcarbondioxideispressurizedtoformaclearliquidandjoinedwithsoap(toreplacethe
roleofperc),thenplacedinatradi@onaldrycleaningmachine.Carbondioxideinnontoxicandnonflammablesoitdoesn’tposeanyhealthrisks.And,accordingtoa2003ConsumerReport,thismethodshowedop@malresultscomparedtotheotherthree.
• Wri}enbyDanielleE.Alvarez,anNYCbasedjournalistwhochannelsherhealthierselfonadailybasis.LindenSchaffer-Admin|1Comment|ShareAr@cletaggedCO2drycleaning,DanielleE.Alvarez,EPA,Perc,WetdrycleaninginBlogViewPrinterFriendlyVersionReaderComments(1)DryIceBlas@ng(CO2BlastCleaning).GritandMediaBlastCleaningusingavarietyofmediarangingfrom(AluminumOxide,Soda,BlackBeauty,Sponge,GlassBeadsandmanyothers.PowerWashBlastCleaningupto5,500psi,withorwithoutchemicaladdi@ve,[email protected]@ngupto20,000psi
• “Estesconceitosdevemestarfixadosemtodososestudantesdequímicacomaintençãoformarprofissionaiscapacitadosparaosnovosconceitoscien�ficosetecnológicosresponsáveispelasustentabilidadedoplaneta”...
Hjeresen,D.L.;SchuV,D.L.;Boese,J.M.;J.Chem.Educ.2000,77,
1543.Matlack,A.;GreenChem.1999,1,G19
Grato...
MarcosMoisésGonçalves
