QUÍMICA VERDE

Química tem uma dupla reputação. Todos nós beneficiamos dos bens de consumo e medicamentos que a indústria química produz, mas também há um lado ruim - como enormes necessidades de energia  na indústria química e a formação de solventes tóxicos, reagentes e produtos residuais. Por mais de 20 anos, os químicos têm tentado tornar a química mais "limpa", através do crescente campo da química verde.

Também conhecida como a química sustentável, ambientalmente benigna, a química verde é um conceito que está sendo lentamente introduzida em vários níveis. A química verde pode ser definida como "a criação de produtos e processos químicos que reduzem ou eliminam o uso e geração de substâncias perigosas".

As  principais idéias que química verde podem ser resumidas, brevemente em alguns pontos simples:

Reduzir o desperdício

Síntese do ibuprofeno
em 6 etapas

Um tema da química verde é que os reagentes e solventes acabem em produtos desejados, em vez de resíduos ou subprodutos. A redução dos resíduos diminui os problemas ambientais. As fontes de matéria de partida na produção de uma substância também devem ser consideradas. Reagentes deve ser renovável, sempre que necessário ou obtidos de fontes que são rápida e facilmente disponíveis.

Produtos farmacêuticos, em particular, são muitas vezes produzidos em uma síntese de multi-passo, em vez de simplesmente por reação de um reagente A com o reagente B para criar a droga. Em uma síntese de multi-passo, o produto feito em uma etapa é usado no passo seguinte, mas o rendimento de cada passo é muito menor que 100%, assim, solventes e materiais e energia são perdidos ao longo do caminho.

Rotas sintéticas com menos etapas e mais produtivas, tendo em conta os outros princípios verdes, fazem menos resíduos. Por exemplo, o analgésico  ibuprofeno foi originalmente feito em uma síntese de seis passos a partir do isobutilbenzeno, mas uma nova síntese, mais eficiente, utiliza apenas três passos.

Reduzir a toxidade

Síntese moderna do
 ibuprofeno em 
3 etapas

Químicos verdes também tentam usar apenas as substâncias que não agridem o meio ambiente. Em um dos piores desastres industriais do mundo o gás metil-isocianato (CH3 NCO) utilizado na produção de pesticidas vazou da fábrica da Union Carbide India Limited em Bhopal, na Índia, em 1984. Milhares de pessoas foram expostas. O número de mortos de imediato foi relatado como vários milhares , e em torno de meio milhão de pessoas ficaram feridas, sofrendo invalidez temporária ou permanente. 

Bem como a escolha de reagentes menos tóxicos, químicos verdes também tentam muda para solventes não-orgânicos, como água e dióxido de carbono super-crítico*. Os solventes de hidrocarbonetos anteriormente utilizados são tóxicos e emitem vapores que são gases com efeito estufa, enquanto os solventes halogenados são frequentemente cancerígenos, também como gases com efeito estufa e fontes de radicais  livres - que destroem a camada de ozônio.

Reduzir as emissões

A indústria química precisa de uma enorme quantidade de energia elétrica; reduzir esse requisito é importante , tanto economicamente quanto ambientalmente.  Os investigadores utilizam a energia para aquecer e aumentar a pressão de reações bem como para o transporte de materiais. Os cientistas estão à procura de caminhos de reações alternativas que funcionam à temperaturas e pressões mais baixas, reduzindo a quantidade de dióxido de carbono produzido pela queima de combustíveis fósseis.

Encontrar catalisadores mais eficientes para reações existentes também irá reduzir os resíduos de reagente e energia. Idealmente, os catalisadores seriam metais prontamente disponíveis, tais como o ferro, em vez do que os mais exóticos, como a platina, que são escassos e necessitam de energia considerável de obter.

Aplicando a química verde aos combustíveis verdes

Quando a enegia é necessária, os biocombustíveis são substitutos desejáveis  aos combustíveis fósseis. O etanol é um biocombustível bem conhecido, produzidos por muitos processos de fermentação. Veículos adaptados podem usar 100% de etanol ou misturas etano-gasolina. No entanto, o etanol não e particularmente bom, uma vez que esse combustível:

> não vaporiza tão facilmente quanto a gasolina

> tem apenas cerca de 70% da densidade de energia da gasolina

> tem uma tendência para atrair água

> é ácido nas temperaturas dentro do motor e pode provocar a corrosão

> motor requer adaptação para funcionar com proporções maiores do mesmo

O butan-1-ol seria um aditivo de combustível muito melhor do que o etanol, uma vez que tem propriedades mais semelhantes à gasolina. o butan-1-ol pode ser produzido a partir da biomassa (biobutanol) e a partir de combustíveis fósseis (petrobutanol). No entanto, esses processos não precisam de grandes quantidades de energia ou contar com catalisadores biológicos (enzimas) que produzem baixos rendimentos.

Tem sido alvo da industria química, fazer butan-1-ol por condensação de duas moléculas de etanol:

CH3CH2 OH + HO CH2CH3  -------> CH3 CH2 CH2 CH2 OH + H2O

O catalisador de rutênio complexo usado
 para fazer o butan-1-ol a partir do etanol

Em 2003, no entanto, uma descoberta permitiu produzir o butan-1-ol a partir do etanol com  rendimentos de mais de 95%, utilizando um catalisador de rutênio. O desafio agora é aperfeiçoar o processo para a industria.

Os problemas ambientais não estão ainda resolvidos, então a química verde se tornará mais importante.Novas pesquisas serão necessárias para aplicar os princípios químicos verdes em toda ciências químicas e na engenharia.

* Fluido supercrítico é qualquer substância em uma temperatura e pressão acima do seu ponto crítico, no qual não existe mais a distinção entre as fases líquida e gasosa. Ele sofre derramamento através de sólidos como um gás, e pode dissolver materiais como um líquido

Fonte: http://www.scienceinschool.org/