Что такое "зеленая" химия

Безпечна для довкілля “Зелена хімія” Підготувала викладач біології та хімії Бендюк Л.І.

Визначення «зеленої» хімії, прийняте ІЮПАК

«Зелена хімія - це відкриття, розробка і застосування хімічних продуктів і процесів, що зменшують або виключають використання і утворення шкідливих речовин».

Зелена хімія – хімія , що наближається до хімічних процесів у природі

Це хімічні процеси, які здійснюються в умовах сприятливих для навколишнього середовища. Наприклад, це процеси окислення, в яких окислювачем служить кисень повітря; процеси де в якості розчинника використовується вода; або замість органічних і мінеральних кислот (H2SO4, HCl і т.п.) застосовується двоокис вуглецю.

Напрямки зеленої хімії

Зниження екологічної небезпеки існуючих процесів

Розробка нових хімічних процесів

переробка, утилізація, знищення екологічно небезпечних побічних і відпрацьованих продуктів хімічної

зовсім без екологічно небезпечних продуктів (у тому числі побічних) або звести їх використання і виділення до мінімуму

Схема отримання та перетворення продуктів, що відповідають принципам "зеленої" хімії

Сировина, що відновлюється

Відходи виробництва

Біодеструкція

Цільовий продукт

Принципи PRODUCTIVELY (індикатори «зеленості» хімічних процесів)

• P - prevent wastes (попередити втрати)
• R - renewable materials (відновлювальні матеріали і сировина)
• O - omit derivatization steps (виключити побічні реакції)
• D - degradable chemical products (хімічні продукти, що розкладаються)
• U - use safe synthetic methods (використання безпечного синтезу)
• C - catalytic reagents (використання каталізаторів)
• T - temperature, pressure ambient (використання нормальних температур і тиску)
• I - in process monitoring (моніторинг процесу)
• V - very few auxiliary substances (мінімум розчинників)
• E - E-factor, maximize feed in product (максимум виходу продукту)
• L - low toxicity of chemical products (низька токсичність хімічних продуктів)
• Y - yes, it is safe (да, процес безпечний)

П. Т. Анастас і Дж. С. Уорнер «Зелена хімія: теорія і практика» 1998р.

• 1. Випередження.

Краще не допускати утворення відходів, ніж займатися їх переробкою або знищенням.

• 2. Економія атомів.

Методи синтезу повинні розроблятися таким чином, щоб до складу кінцевого продукту включалося якомога більше атомів реагентів, використаних в ході синтезу.

• 3. Зниження небезпеки процесів і продуктів синтезу.

У всіх практично можливих випадках слід прагнути до використання або синтезу речовин, що не токсичні чи мало токсичні для людини і навколишнього середовища.

• 4. Конструювання «зелених» матеріалів .

Технології повинні забезпечувати створення нових матеріалів, що володіють найкращими функціональними характеристиками і найменшою токсичністю.

П. Т. Анастас і Дж. С. Уорнер «Зелена хімія: теорія і практика» 1998р.

• 5. Використання менш небезпечних допоміжних реагентів.

Використання допоміжних реагентів (розчинників, екстрагентів і т.д.) в процесах синтезу слід по можливості уникати. Якщо це неможливо, ключовим є параметр токсичності.

• 6. Енергозбереження.

Слід віддавати собі звіт в екологічних та економічних наслідках, пов'язаних з витратами енергії в хімічних процесах. Бажано здійснювати процеси синтезу при кімнатній температурі і атмосферному тиску.

• 7. Використання відновлюваної сировини.

У всіх випадках, коли це технічно можливо і економічно припустиме, слід віддавати перевагу відновлюваній сировині.

• 8. Зменшення числа проміжних стадій.

Слід мінімізувати або взагалі відмовитися від непотрібних проміжних похідних (блокуючі групи, протектори, проміжні модифікатори фізичних і хімічних процесів), оскільки проміжні стадії сполучені з генерацією додаткових відходів і з споживанням реагентів

П. Т. Анастас і Дж. С. Уорнер «Зелена хімія: теорія і практика» 1998р.

• 9. Використання каталітичних процесів.

Каталітичні процеси (з можливо більшою селективністю) переважно в порівнянні зі стехіометричними реакціями.

• 10. Біорозкладність

Хімічний дизайн продуктів повинен забезпечувати їх легку деградацію в кінці життєвого циклу, що не приводить до утворення сполук, небезпечних для навколишнього природного середовища.

• 11. Забезпечення аналітичного контролю в реальному масштабі часу.

Для запобігання утворення небезпечних відходів слід розвивати аналітичні методи, що забезпечують можливості моніторингу і контролю в реальному масштабі часу.

• 12. Запобігання можливості аварій.

Хімічні сполуки, що використовуються в технологічних процесах, повинні бути присутніми у формах, що мінімізують ймовірність хімічних аварій (викидів СДОР, вибухів, пожеж).

• реакції з застосуванням каталізатора; фотохімія, мікрохвильове випромінювання
• реакції з застосуванням каталізатора;
• фотохімія,
• мікрохвильове випромінювання

• використання біомаси замість нафти; біотехнологія
• використання біомаси замість нафти;
• біотехнологія

• використання надкритичних рідин (в основному, вуглекислий газ і вода) використання іонних рідин
• використання надкритичних рідин (в основному, вуглекислий газ і вода)
• використання іонних рідин

Шляхи розвитку зеленої хімії

Нові шляхи синтезу

Відновлювані джерела сировини та енергії

Заміна традиційних органічних розчинників.