¿Qué es la química verde?
1. Antecedentes de la química verde
Si bien la química crea riqueza para la humanidad, también trae peligro para la humanidad. La historia del desarrollo de cada ciencia está llena de exploración y progreso. Debido a la incertidumbre de la ciencia, los químicos inevitablemente sintetizarán compuestos de propiedades desconocidas durante el proceso de investigación. Sólo mediante la aplicación y la investigación a largo plazo podrán familiarizarse con ellos. en este momento la nueva sustancia puede haber tenido un impacto en el medio ambiente o la vida humana. La contaminación causada por la industria química tradicional al medio ambiente ha sido muy grave. Actualmente, cada año se producen en todo el mundo entre 300 y 400 millones de toneladas de residuos peligrosos, que causan daños al medio ambiente y amenazan la supervivencia humana. La dura realidad exige que todos los países encuentren un camino hacia el desarrollo sostenible que no destruya el medio ambiente ni ponga en peligro la supervivencia humana. ¿Puede la industria química producir productos químicos respetuosos con el medio ambiente? ¿O incluso desarrollar procesos que no produzcan residuos? El lema de la química verde surgió por primera vez en Estados Unidos, donde la industria química está muy desarrollada. En 1990, Estados Unidos aprobó una ley de "Ley de Prevención de la Contaminación". Después de 1991, la "química verde" fue propuesta por la Sociedad Química Estadounidense (ACS) y se convirtió en el lema central de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), e inmediatamente recibió una respuesta positiva de todo el mundo.
2. Investigación en Química Verde
La química verde es un campo de investigación multidisciplinar que surgió en la década de 1990. Puede interpretarse como química respetuosa con el medio ambiente y su connotación principal es minimizar o eliminar por completo el uso y la producción de sustancias nocivas en los procesos de reacción y la producción química.
1. El núcleo de la química verde
Utilizar principios químicos para reducir y eliminar la contaminación ambiental procedente de la producción industrial desde su origen. Revista Internacional de Química Verde (química verde)
Según los principios de la química verde, el método de producción química ideal es: Todos los átomos de los reactivos se convierten en el producto final deseado.
2. Propiedades de la química verde
(1) Aprovechar al máximo los recursos y la energía y utilizar materias primas no tóxicas e inofensivas (2) En condiciones no tóxicas e inofensivas; Llevar a cabo reacciones para reducir las emisiones de desechos al medio ambiente; (3) Mejorar la tasa de utilización de los átomos y esforzarse por hacer que todos los átomos utilizados como materias primas sean absorbidos por los productos para lograr "cero emisiones"; (4) Producir productos que sean beneficiosos para el medio ambiente; protección y comunidad Productos amigables con el medio ambiente para la seguridad y la salud humana. La química verde plantea un nuevo desafío para los químicos y la comunidad internacional le concede gran importancia. En 1996, Estados Unidos creó el "Premio al Desafío de la Química Verde" para premiar a las empresas y científicos que han logrado logros destacados en el campo de la química verde. La química verde cambiará la faz de la industria química en beneficio de las generaciones futuras.
3. 12 principios de la química verde
Los investigadores de la química verde han resumido 12 principios de la química verde. Estos principios pueden ser utilizados por los químicos experimentales para desarrollar y evaluar un método sintético. normas sobre si una ruta, un proceso de producción o un complejo son ecológicos. ●Prevenir la contaminación es mejor que tratarla después de que se haya formado. ●El método de síntesis debe diseñarse para maximizar la conversión de todos los materiales utilizados en el producto final. ●Hacer que las sustancias utilizadas y generadas en la reacción no sean tóxicas o sean mínimamente tóxicas para los seres humanos y el medio ambiente en la medida de lo posible. ●Al diseñar productos químicos, intentar mantener su eficacia y reducir su toxicidad. ●Intente no utilizar agentes auxiliares y utilice sustancias no tóxicas cuando sea necesario. ●El uso de energía debe ser mínimo y se debe considerar su impacto en el medio ambiente y la economía. El método de síntesis debe operarse a temperatura y presión normales. ●Maximizar el uso de materias primas renovables. ●Trate de evitar pasos de derivatización innecesarios. ●Los reactivos catalíticos son superiores a los reactivos estequiométricos. ●Los productos químicos deben diseñarse para que se degraden fácilmente en sustancias inofensivas después de su uso. ●El método de análisis debería poder realizar realmente un seguimiento en línea y controlar las sustancias nocivas antes de que se formen. ●La selección y el uso de diversas sustancias en el proceso de producción química deberían minimizar el riesgo de accidentes químicos.
4. Cinco formas de hacer experimentos químicos ecológicos
(1) Desarrollar experimentos ecológicos. Por ejemplo, el laboratorio utiliza la descomposición de H2O2 para producir O2 en lugar del método de descomposición de KClO3, logrando una ecologización de las materias primas y los procesos de reacción. (2) Prevenir la contaminación ambiental, como los gases de escape y los desechos durante el experimento. Cuando se generan gases peligrosos durante el experimento, se debe fortalecer la absorción de los gases de escape y los productos experimentales se deben reutilizar tanto como sea posible. (3) Con la premisa de garantizar el efecto experimental, intente reducir la cantidad de reactivos experimentales y miniaturice y miniaturice el experimento. (4) Para experimentos que son peligrosos o reflejan condiciones duras, están gravemente contaminados o tienen instrumentos y reactivos costosos, se puede utilizar la simulación por computadora de experimentos químicos o ver videos experimentales. (5) Disponer adecuadamente de los residuos generados por los experimentos para prevenir la contaminación ambiental.
5. Economía atómica
La "economía atómica" más ideal significa que todos los átomos de los reactivos se convierten en el producto objetivo final deseado, logrando una utilización del 100% de los átomos.
6. Reacciones químicas que cumplen con los requisitos de la "química verde"
7. Teoría de las 5R: 1. Reducción - La reducción se propone desde la perspectiva del ahorro de recursos y la reducción de la contaminación. Una de las formas efectivas de reducir la dosis y cómo reducirla mientras se protege la producción es aumentar la tasa de conversión y reducir la tasa de pérdida. Reducir las emisiones de los “tres residuos”.
El objetivo principal es reducir las emisiones de gases residuales, aguas residuales y residuos (subproductos), que deben estar por debajo de los estándares de emisión. 2. Reutilización - Reutilización Esta es la necesidad de reducir costes y reducir residuos. Por ejemplo, los catalizadores y portadores en los procesos de la industria química deberían diseñarse para su reutilización desde el principio. 3. Reciclaje - Reciclaje El reciclaje incluye principalmente: recuperación de materias primas sin reaccionar, subproductos, cosolventes, catalizadores, estabilizadores y otros reactivos no reactivos. 4. Regeneración: la regeneración es una forma eficaz de convertir los residuos en tesoros, ahorrar recursos y energía y reducir la contaminación. Requiere que el reciclaje de materias primas relevantes se tenga en cuenta en el diseño del proceso de producción de productos químicos. 5. Rechazo: el rechazo es la forma más fundamental de eliminar la contaminación. Se refiere a la negativa a utilizar en procesos químicos algunas materias primas con efectos secundarios tóxicos evidentes y efectos de contaminación que no pueden reemplazarse, reciclarse, regenerarse y reutilizarse.