Green Chemistry è definita qualunque operazione dedita all’eliminazione o attenuazione di
produzione di sostanze nocive derivanti da processi chimici. Si basa sui seguenti principi:
1) Meglio prevenire l’inquinamento piuttosto che riciclare i prodotti nocivi.
2) Le reazioni dovrebbero utilizzare tutti gli atomi di reagenti nel prodotto finale.
3) Se possibile i prodotti non devono essere tossici per l’uomo e l’ambiente .
4) I composti devono mantenere la loro efficienza pur diminuendo di tossicità.
5) Diminuire se possibile l’aggiunta di sostanze aggiuntive per il prodotto finale.
6) Considerare i requisiti energetici dei composti per ridurre l’impatto economico e ambientale.
7) I composti di partenza dovrebbero essere di origini rinnovabili se possibile.
8) Si dovrebbero evitare nei processi, modifiche temporanee.
9) Sarebbe preferibile utilizzare catalizzatori al posto di reagenti stechiometrici, il più selettivi
possibile.
10) Progettare i prodotti in modo che siano degradabili in sostanze innocue.
11) Sviluppare metodi analitici per evitare la formazione di sostanze pericolose
12) I prodotti utilizzati nei prodotti chimici devono essere studiati per minimizzare il rischio di
incidenti chimici (rilascio nell’ambiente, esplosioni, incendi…).
Avanti
Le aree della Green Chemistry
Oltre ai 12 principi la OCSE (Organizzazione Internazionale per la Cooperazione e lo Sviluppo
Economico) ha prodotto in un convegno tenuto a Venezia nell’ottobre ottobre del 1998
(approvata a Parigi nel 1999) un testo nel quale sono racchiuse le 7 aree di sviluppo per la
Green Chemistry:
1)Uso di materie prime rinnovabili o riciclate.
2)Uso di reagenti innocui.
3)Utilizzo di processi naturali.
4)Utilizzo di solventi alternativi.
5)Progettazione di composti chimici più sicuri.
6)Sviluppo di condizioni di reazioni alternative.
7)Minimizzazione del consumo di energia.
Fine
Uso di materie prime rinnovabili o
riciclate:
• Questa branca della Green Chemistry si ripropone
di trovare ed utilizzare materie prime appunto
rinnovabili anziche quelle non rinnovabili. Per
rinnovabilità si intende una fonte che si può
produrre prima che le scorte della stessa
terminino. Perciò il petrolio non può essere
considerato una fonte rinnovabile perché impiega
milioni di anni per riformarsi. Le Biomasse sono
materie prime rinnovabili che si ottengono con
l’uso di coltivazioni a crescita rapida ( si possono
ottenere Biodisel o Bioetanolo ).
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Uso di reagenti innocui
• In questo caso la scienza moderna cerca di trovare dei
metodi che siano più vantaggiosi possibili, ad esempio
cercando reagenti che non siano pericolosi e che allo
stesso tempo abbiano caratteristiche catalitiche per
minimizzare la produzione di prodotti secondari
indesiderati. Ad esempio le reazioni di ossidazione che
usano l’aria sono troppo imprevedibili perché troppo
veloci o troppo lente e poco selettive, ovvero con
grandi produzioni di sottoprodotti indesiderati. La
scienza cerca quindi reagenti migliori come ad esempio
l’acqua ossigenata o l’ossigeno puro che con
appropriati catalizzatori favoriscono reazioni selettive
altamente produttive.
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Utilizzo di processi naturali
• Questa area studia l’utilizzo di processi biologici per
ottenere energia rinnovabile senza rischiare di
inquinare l’ambiente (essendo sostanze prodotte
naturalmente saranno anche semplicemente
biodegradabili). Inoltre si parla anche di un notevole
risparmio energetico e di risorse: infatti le reazioni
biosintetiche sono caratterizzate dal fatto di avere bassi
consumi di acqua ed energia, e limitata emissione di
CO2 e scarti. Una delle più discusse possibilità di
utilizzare processi naturali è appunto quella per la
produzione di biocombustibili attraverso la
fermentazione microbica di materiali di scarto o
prodotti apposta per avere questo utilizzo.
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Uso di solventi alternativi
• In questo settore si cerca di studiare sempre
nuove alternative ai solventi più invasivi per la
salute dell’uomo e dell’ambiente (per esempio
solventi volatili o clorurati). Ci sono varie
alternative a questi solventi come ad esempio
utilizzare l’acqua quando e se possibile, oopure si
possono utilizzare in fasi distinte che provochino
comunque la reazione. Ancora un’altra alternativa
è quella di usare prodotti innocui (acqua, anidride
carbonica), in fase supercritica, ovvero in
particolari situazioni di pressione e temperatura.
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Progettazione composti chimici più
sicuri
• Questa ricerca si occupa grazie a macchinari
sofisticati di modellare la molecola, ovvero di
eliminare le parti inutili per la reazione che si
andrà ad effettuare e che danno alla molecola
stessa delle caratteristiche dannose per gli
organismi. Tutto ciò può essere fatto se le
molecole che vengono modificate non cambiano
le loro caratteristiche reattive, ovvero danno la
stessa reazione, togliendo gli effetti negativi che
verrebbero dati dalla molecola “non modificata”.
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Sviluppo di condizioni di reazioni
alternative
• In questo processo si tratta di intensificare i processi
sviluppando situazioni di temperatura, pressione che
permettano di sviluppare velocità, selettività e resa della
reazione minimizzando la formazione di sotto prodotti.
Tutto ciò può essere aiutato da catalizzatori che magari
vengano assorbiti da membrane. Se i catalizzatori sono
proprio necessari devono essere presenti in minima
quantità e se possibile non devono degradarsi ed essere
riutilizzabili o riciclabili. Ancora meglio sarebbe dare
energia sotto forma di microonde o energia
elettromagnetica. Secondo il principio di “atom economy”
si dovrebbero inoltre eliminare dal mix tutte quelle
sostanze che non vengono incorporate nel prodotto finale.
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Minimizzazione del consumo di
energia
• Questo settore si occupa di studiare nuovi modi per ridurre
l’energia da sfruttare per far avvenire delle reazioni
determinate. Ormai è noto che il catalizzatore aiuta a
risparmiare energia, oppure l’uso di determinati solventi
aiuta comunque nello scopo. Ridurre i consumi di energia
avrebbe un grande impatto positivo sull’ambiente perché
minore energia utilizzata è equivalente a minore
combustione di gas o combustibili fossili che con la loro
reazione liberano nell’aria anidride carbonica (effetto serra)
e formazione di ossidi di azoto (piogge acide e smog
fotochimico). Pertanto la riduzione dell’energia utilizzata da
una mano anche se indiretta al mantenimento
dell’ambiente.
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ITTS A.Volta
Classe 4ACh