12 принципов зеленой химии план урока

Обновлено: 04.07.2024

По инициативе Международного союза теоретической и прикладной химии ( ИЮПАК ), поддержанной ЮНЕСКО, 63-я сессия Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных наций объявила 2011 год Международным годом химии.

Плакат А. Логиновой,

Принцип 2. Методы синтеза должны разрабатываться таким образом, чтобы в состав конечного продукта включалось как можно больше атомов применяемых исходных реагентов.

Так, при синтезе аммиака из азота и водорода используется 100% взятых атомов, и это хорошо. А вот в процессе получения хлора взаимодействием концентрированной соляной кислоты с перманганатом калия по уравнению

2KMnO 4 + 16HCl = 2MnCl 2 + 5Cl 2 +2KCl +8H 2 O

- 23% используемых атомов, поэтому этот способ используется только в лаборатории.

Принцип 3 . По возможности следует стремиться к использованию или синтезу веществ, нетоксичных или малотоксичных для человека и окружающей среды.

Иллюстрация работы этого принципа видна из следующего примера: отбеливание целлюлозы хлором приводит к образованию и поступлению в окружающую среду диоксинов (на поверхности листа бумаги, произведенного с использованием этого метода, содержится несколько фемтограммов диоксинов). Предпочтительнее этот процесс проводить с использованием, например, пероксида водорода (продукт – вода). Другим примером соблюдения этого принципа может стать использование наноразмерной системы для доставки лекарств, высвобождающей свое содержимое при специфическом значении pH. Это свойство может оказаться особенно полезным для контролируемой доставки противораковых препаратов.

Принцип 4. Технологии должны обеспечивать создание новых материалов, обладающих наилучшими функциональными характеристиками и наименьшей токсичностью.

Например, использование удобрений в форме, когда они помещаются в инертную матрицу и расходуются постепенно, целесообразнее по сравнению с традиционными способами, когда значительная часть их теряется (за счет вымывания осадками) и загрязняет окружающую среду.

Принцип 5. Следует по возможности избегать использования в процессах синтеза вспомогательных реагентов (растворителей, экстрагентов и т.д.); если это невозможно, ключевым критерием является параметр токсичности.

Это не требует комментария. Ведь атомы, входящие в растворители и экстрагенты, не входят в состав конечного продукта, но составляют в технологии значительную часть материального баланса; при этом для этих веществ характерны горючесть, взрывоопасность, и токсичность. Предпочтительнее использовать ионные жидкости в сверхкритических условиях.

Принцип 6. Энергетические расходы должны быть пересмотрены с точки зрения их экономии и воздействия на окружающую среду и минимизированы. По возможности химические процессы должны проводиться при низких температурах и давлениях.

Ярким примером использования этого принципа является проведение хлорирования в среде органического растворителя (метод сольвометаллургии) взамен процесса с применением хлора; внедрение автогенных методов в металлургии.

Принцип 7. Сырье для получения продукта должно быть возобновляемым, а не исчерпаемым, если это экономически целесообразно и технически возможно.

Возобновляемым сырьем являются: растительные масла (особенно пальмовое), целлюлоза, хитин, биомасса, бытовой мусор, углекислый газ. В качестве сорбентов предпочтительнее использовать растительные угли, цеолиты, глины и отходы различных производств.

Принцип 8. Следует минимизировать или вообще отказаться от промежуточных производных и стадий.

Прекрасный пример следования этому принципу из металлургии: использование прямых методов получения железа, исключающих стадию получения чугуна.

Принцип 9. Каталитические системы и процессы (как можно более селективные) во всех случаях лучше, чем стехиометрические.

Соблюдение этого принципа не требует доказательств. Можно отметить, что особенно высокую каталитическую способность в последнее время демонстрируют металлоорганические соединения (например, трис(гептадекафтороктансульфонат) скандия, который известен химикам-органикам под названием трифлат скандия, используют в реакциях ацилирования по Фриделю-Крафтсу, алкенирования, получения спиртов, изотопного обмена, паровой конверсии метана и некоторых других типах реакций).

Принцип 10. Следует стремиться к легкой биоразлагаемости исходных веществ и получаемых продуктов, чтобы по окончании их использования они не накапливались в окружающей среде, а разрушались до безвредных продуктов .

Принцип 11. Вещества и их агрегатное состояние в химических процессах должны выбираться таким образом, чтобы минимизировать вероятность химических аварий, таких как выбросы ядовитых веществ, взрывы, пожары.

Чрезвычайно важный принцип. Часто его несоблюдение приводит к человеческим жертвам. Следует исключить получение и использование в технологии ядовитых веществ, в первую очередь суперэкотоксикантов, обладающих высокой подвижностью в биосфере, для которых отсутствует понятие ПДК (диоксины, ртуть, кадмий, свинец).

Принцип 12. Для предотвращения образования опасных отходов следует использовать аналитические методы контроля в реальном режиме времени.

Этот принцип не требует пояснения. Предложен целый ряд количественных оценок технологий (атомной эффективности, Е-фактор, который учитывает размер отходов, и др.).

Плакат, посвященный зеленой химии.

Похожие документы:

. 12 принципов Зеленой химии. Поясните каждый из этих принципов. В 1998 году П.Анастас и Дж.Уорнер в книге «Зеленая химия . : New York, 1998] сформулировали 12 принципов Зеленой химии. Эти принципы отражают деятельность научного сообщества, промышленности .

Химия и экология новое мировоззрение XXI века (Каталог выставки)

Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) м 2 0 1 актуальные проблемы современной химии

Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) м 2 0 1 актуальные проблемы современной химии

2 Зеленая химия Зелёная химия (Green Chemistry) научное направление в химии, к которому можно отнести любое усовершенствование химических процессов, которое положительно влияет на окружающую среду. Как научное направление, возникло в 90-е годы XX века. Зеленая химия это своего рода искусство, позволяющее не просто получить нужное вещество, но получить его таким путем, который, в идеале, не вредит окружающей среде на всех стадиях своего получения.

6 5. Использование менее опасных вспомогательных реагентов. Использования вспомогательных реагентов (растворителей, экстрагентов и т.д.) в процессах синтеза следует по возможности избегать. Если это невозможно, ключевым является параметр токсичности. 6. Энергосбережение. Следует отдавать себе отчет в экологических и экономических последствиях, связанных с затратами энергии в химических процессах. Желательно осуществлять процессы синтеза при комнатной температуре и атмосферном давлении. 7. Использование невозобновимого сырья. Во всех случаях, когда это технически возможно и экономически допустимо, следует отдавать предпочтение возобновимому сырью. 8. Уменьшение числа промежуточных стадий. Следует минимизировать или вообще отказаться от ненужных промежуточных производных (блокирующие группы, протекторы, промежуточные модификаторы физических и химических процессов), поскольку промежуточные стадии сопряжены с генерацией дополнительных отходов и с потреблением реагентов

7 9. Использование каталитических процессов. Каталитические процессы (с возможно большей селективностью) предпочтительнее по сравнению со стехиометрическими реакциями. 10. Биоразлагаемость Химический дизайн продуктов должен обеспечивать их легкую деградацию в конце жизненного цикла, не приводящую к образованию соединений, опасных для окружающей природной среды. 11. Обеспечение аналитического контроля в реальном масштабе времени. Для предотвращения образования опасных отходов следует развивать аналитические методы, обеспечивающие возможности мониторинга и контроля в реальном масштабе времени. 12. Предотвращение возможности аварий. Химические соединения, используемые в технологических процессах, должны присутствовать в формах, минимизирующих вероятность химических аварий (выбросов СДЯВ, взрывов, пожаров).

8 Этапы зеленой химии Этапы зеленой химии Замена традиционных органических растворителей (которые, как правило, получены из нефти). Возобновляемые экологически безопасные исходные реагенты (как правило, получающиеся не из нефти). Новые методы синтеза с использованием высоко селективных катализаторов

9 Синтез полимерных и полимерных композиционных материалов, обладающих специальными функциональными свойствами. - разработка совместимых с окружающей средой методов синтеза полимеров массового спроса (зеленая химия); - синтез ароматических карбо- и гетероциклических полимеров. В ближайшие годы вполне реально развитие этих работ для решения новых задач, выдвигаемых высокотехнологичными отраслями промышленности. Следует также ожидать начало работ по созданию экологически чистых способов синтеза подобных полимеров (сверхкритические среды, ионные жидкости и т.п.) и активации процессов физическими методами (плазма, СВЧ-излучение, ультразвук, кавитация и др.), которые развиваются в ряде зарубежных стран.

10 Зеленая химия должна стать идеологией новых поколений химиков Образование в области зеленой химии может базироваться ТОЛЬКО на современных научных исследованиях

Проблемы чистоты воздуха, воды и сохранения природы -- насущные проблемы человечества, а для жителей городов и мегаполисов эти проблемы возрастают многократно

Презентация "Зелёная химия"

Презентация "Зелёная химия"

Пути, по которым уже сейчас движется зелёная химия, можно сгруппировать в три большие направления: 1) новые пути синтеза (часто это реакции с применением катализатора); 2)…

Пути, по которым уже сейчас движется зелёная химия, можно сгруппировать в три большие направления:
1) новые пути синтеза (часто это реакции с применением катализатора);
2) возобновляемые исходные реагенты (то есть полученные не из нефти);
3) замена традиционных органических растворителей.

ПРИНЦИПОВ ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ: 1. Лучше предотвратить выброс загрязнений, чем потом от них избавляться

12 ПРИНЦИПОВ ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ:

1. Лучше предотвратить выброс загрязнений, чем потом от них избавляться.
2. Синтез следует планировать так, чтобы максимальное количество использованных материалов вошло в конечный продукт.
3. Следует планировать методы синтеза так, чтобы реагентами и конечными продуктами служили вещества, которые малотоксичны или совсем не токсичны для человека и природы.
4. Среди целевых химических продуктов следует выбирать такие, которые наряду с требуемыми свойствами обладают максимально низкой токсичностью.

Следует по возможности избегать использования в синтезе вспомогательных веществ (растворителей, экстрагентов и др

5. Следует по возможности избегать использования в синтезе вспомогательных веществ (растворителей, экстрагентов и др.) или выбирать безвредные.
6. При планировании синтеза нужно учитывать экономические и экологические последствия производства энергии, необходимой для проведения химического процесса, и стремиться к их минимизации. Следует стремиться проводить синтез при температуре окружающей среды и нормальном давлении.
7. Следует использовать возобновляемое сырье там, где это технически и экономически обосновано.
8. Необходимо сокращать число стадий процесса (для этого избегать при синтезе стадий блокирования групп, введения-снятия защиты, временной модификации физико-химических процессов).

Каталитические реагенты (по возможности максимально селективные) предпочтительны по сравнению со стехиометрическими

9. Каталитические реагенты (по возможности
максимально селективные) предпочтительны по сравнению со стехиометрическими.
10. Желательно применять такие химические продукты, чтобы по окончании нужды в них они не сохранялись в окружающей среде, а разлагались до безопасных веществ.
11. Аналитические методики следует развивать так, чтобы в режиме реального времени обеспечивать мониторинг образования продуктов реакции, среди которых могут оказаться опасные.
12. Вещества, используемые в химических процессах, следует выбирать так, чтобы свести к минимуму возможные аварии, включая разливы, взрывы и пожары.

Направления Зелёной химии: 1) новые пути синтеза (часто это реакции с применением катализатора); 2) возобновляемые исходные реагенты (то есть полученные не из нефти); 3) замена…

Направления Зелёной химии: 1) новые пути синтеза (часто это реакции с применением катализатора); 2) возобновляемые исходные реагенты (то есть полученные не из нефти); 3) замена традиционных органических растворителей Катализаторы, особенно нанокатализаторы , дают высокую атомную эффективность, поскольку не приводят к образованию солей в качестве побочных продуктов. Характерным примером возобновляемого сырья служит биотопливо. Сверхкритический CO2 (scCO2) имеет почти такую же растворяющую способность, как гексан.

Профессор Кшиштоф Матышевски из

Профессор Кшиштоф Матышевски из Carnegie Mellon University разработал альтернативный процесс получения полимеров "Радикальная полимеризация с атомным переносом". В процессе применяют экологически безопасные химические вещества, например, аскорбиновую кислоту (витамин С) в качестве восстановителя, для процесса требуется меньшее количество катализатора.

ПРИМЕРЫ ДОСТИЖЕНИЙ ЗЕЛЁНОЙ ХИМИИ:

Фирмы Procter & Gamble и Cook Composites and

Фирмы Procter & Gamble и Cook Composites and Polymers совместно разработали новые краски. Названные фирмы разработали инновационную краску Chempol® MPS, в которой в качестве растворителя применяли масло Sefose® на основе биологических продуктов - сахара и растительного масла. Это позволяет получить алкидные краски с очень хорошими потребительскими свойствами при использовании вдвое сниженного количества растворителей.

Фирма Eastman Chemical Company разработала новый способ, с применением иммобилизованных ферментов, который позволяет избежать и избыточных затрат энергии, и опасных реагентов, - сильных кислот и…

Фирма Eastman Chemical Company разработала новый способ, с применением иммобилизованных ферментов, который позволяет избежать и избыточных затрат энергии, и опасных реагентов, - сильных кислот и органических растворителей. Этот щадящий способ позволяет получать сложные эфиры, которые невозможно было получить ранее, из природного материала.

Биотехнологические процессы. Бактерии фирмы

Биотехнологические процессы. Бактерии фирмы Lanza Tech успешно модифицированы с целью селективного производства бутанола, ацетона, изопропанола и янтарной кислоты из газов. Ферментация СО в топлива и химические продукты представляется эффективным технологическим решением утилизации оксида углерода с целью производства биотоплив. Поглощение и конверсия диоксида углерода в топлива также возможны при непрерывной ферментации.

Лекарство виагра. Первоначально для его производства тратили тысячу триста литров растворителя на каждый килограмм готового продукта

лекарственные препараты являются значительным источником загрязнения окружающей среды.

Лекарство виагра. Первоначально для его производства тратили тысячу триста литров растворителя на каждый килограмм готового продукта. Теперь, используя принципы зелёной химии, — 6,3 литра. Конечно, для компании, которая производит препарат, это очень выгодно, потому что тонна растворителя гораздо дороже, а потом его надо ещё и утилизовать, что тоже очень затратно.

В России, идеи зелёной химии активно продвигает академик

В России усилия общества и специалистов, направленные на то, чтобы сделать наш мир более зеленым местом

. В России усилия общества и специалистов, направленные на то, чтобы сделать наш мир более зеленым местом. осуществляются в ряде общественных организаций, в Научно-образовательном центре МГУ имени М.В.Ломоносова "Зеленая химия - химия в интересах устойчивого развития" и в Институте устойчивого развития РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Использование традиционных растворителей становится всё более дорогим, а реакции в scCO2 не только экологически чисты, но зачастую и более эффективны

Использование традиционных растворителей становится всё более дорогим, а реакции в scCO2 не только экологически чисты, но зачастую и более эффективны. Например, фирма „Дюпон“ в ближайшем будущем собирается внедрить технологию производства фторполимеров, предполагающую использование сверхкритического CO2.
Новая технология
позволит лучше контролировать
физические свойства
фторполимера
и его химический состав.

Roald Hoffmann Учёные обязаны учитывать последствия своих действий

Учёные обязаны учитывать
последствия своих действий.
Это наша жизнь, с ней шутить нельзя. Если не я, то кто-же.
И именно эта ответственность превращает ученых в участников трагедии, а не в комические персонажи на пьедестале. И именно эта ответственность перед человечеством делает учёного - Человеком разумным

Говорят, математика – королева наук, но химия, несомненно, ее первая леди. Без химии не было бы многих, очень важных событий в истории развития цивилизации и ее культур. К примеру, благодаря химии мы научились искусству изготовления бумаги, а затем и печати. Результат достижения химических наук – это также производство тканей, развитие медицины и фармации, строительство, транспорт, переработка и многие другие отрасли современной промышленности. Благодаря химии созданы шедевры мирового изобразительного искусства. Без нее не удалось бы запечатлеть идеи и мысли исследователей, изобретателей и ученых. Химия – это область, без которой мир был бы серым и холодным.

Любая материя состоит из молекул и атомов. Химия повсеместна и сопровождает нас во всех сферах жизни, несмотря на свои положительные и отрицательные стороны. Некоторые соединения или химические процессы, несомненно, оказывают вредное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. По этой причине химики непрерывно изучают, модифицируют и создают новые технологии, основанные на идее устойчивого развития. Одна из них – "ЗЕЛЕНАЯ ХИМИЯ". Итак, давайте выясним, что представляет собой эта концепция и какое воздействие она оказывает на химическую промышленность сегодня.

Его концепция основана на двенадцати принципах, которые предполагают проектирование и выполнение химических процессов методом, ограничивающим использование и образование вредных веществ.

1. Упреждение – лучше не допускать образования отходов, чем заниматься их переработкой или уничтожением.
2. Экономия атомов – методы синтеза должны разрабатываться таким образом, чтобы в состав конечного продукта включалось как можно больше атомов реагентов, использованных в процессе синтеза.
3. Снижение опасности процессов и продуктов синтеза – во всех практически возможных случаях следует стремиться к использованию или синтезу веществ, не токсичных или мало токсичных для здоровья человека и окружающей среды.
4. Проектирование более безопасных химических веществ – используемые технологии должны обеспечивать создание новых материалов, обладающих наилучшими функциональными характеристиками и наименьшей токсичностью.
5. Использование менее опасных растворителей и вспомогательных веществ – в процессах синтеза, по возможности, следует избегать использования вспомогательных реагентов (растворителей, экстрагентов и т. д.). Если это невозможно, ключевым является параметр токсичности.
6. Энергосбережение – необходимо учитывать требования к энергоэффективности, а также стремиться максимально минимизировать экологические и экономические последствия, связанные с затратами энергии в химических процессах. Процессы синтеза желательно осуществлять при комнатной температуре и атмосферном давлении.
7. Использование возобновляемого сырья – следует отдавать предпочтение возобновляемому сырью во всех случаях, когда это технически возможно и экономически допустимо.
8. Уменьшение числа промежуточных стадий – следует минимизировать или вообще отказаться от ненужных промежуточных производных (блокирующих групп, протекторов, промежуточных модификаторов физических и химических процессов), поскольку они влекут за собой образование дополнительных реагентов и отходов.
9. Каталитических процессы – их использование, с максимально большей селективностью, предпочтительнее по сравнению со стехиометрическими реакциями.
10. Биоразлагаемость – химическое проектирование продуктов должно обеспечивать их легкую деградацию в конце жизненного цикла, которая не приводит к образованию соединений, опасных для окружающей природной среды.
11. Обеспечение аналитического контроля в реальном времени – следует развивать аналитические методы, обеспечивающие возможность мониторинга и контроля в реальном времени с целью предотвращения образования опасных веществ.
12. Предотвращение возможности возникновения аварий – форма химических соединений, используемые в технологических процессах, должна минимизировать риск химических аварий – выбросов вредных веществ, взрывов, пожаров.

Деятельность человека оказывает огромное воздействие на окружающую среду. Изменения климата, видов флоры и фауны, качества воздуха – это лишь некоторые из ощутимых последствий. Именно поэтому так важно, чтобы во всех отраслях промышленности учитывались все экологические аспекты, а люди стремились к достижению целей устойчивого развития и включали их в свои бизнес-стратегии.

GREENLINE™ — зеленая химия от Группы PCC

Наше предложение включает продукцию наивысшего качества, на которую выданы сертификаты ECOCERT, ЕС Ecolabel, GMP или RSPO. Внедренные нами производственные процессы основаны на международных системах управления качеством и системах экологического менеджмента. Для нас очень важно создавать продукты, которые успешно проходят процессы сертификации, благодаря чему мы можем завоевать доверие наших клиентов.

Читайте также:

  
• Проект экологического центра в доу
  
• Чем опасные природные явления отличаются от стихийных бедствий кратко
  
• В чем состоит разница между смешанными и переходными расами кратко
  
• Возможности современных педагогических технологий для повышения качества образования в школе
  
• По каким признакам классифицируют соусы кратко