1 Subdomnio Unidade Equilbrio qumico 1 5 Qumica

1 Subdomínio Unidade Equilíbrio químico

1. 5 Química Verde e economia atómica 1. 5. 1 Química Verde

Medicamentos

Tintas

Combustíveis

Conservantes alimentares

São alguns exemplos de materiais de grande importância para a sociedade atual.

Estes e outros materiais são produzidos por processos químicos muitas vezes complexos.

A produção destes materiais tem inconvenientes, como a formação de subprodutos tóxicos.

Esses subprodutos tóxicos conduzem à contaminação do meio ambiente, . . .

. . . ao uso de matérias-primas de fontes não renováveis, . . .

. . . ou ao desperdício de reagentes e energia.

A preocupação com as consequências dos processos químicos utilizados na produção de materiais conduziu à necessidade de associar o desenvolvimento da Química à busca da sustentabilidade.

Surgiu, assim, a denominada Química Verde.

Química Verde Invenção, desenvolvimento e aplicação de produtos químicos e processos para reduzir ou eliminar o uso e a produção de substâncias perigosas. A Química Verde integra o conhecimento de diversas áreas:

A Química Verde apoia-se em doze princípios: Produtos degradáveis Redução do consumo energético Evitar formação de derivados Matérias-primas renováveis Minimizar o risco Uso de solventes e auxiliares seguros Desenvolvimento de produtos seguros Economia de átomos de acidentes químicos Síntese segura Prevenção da poluição em tempo real Uso de catalisadores

1. 5 Química Verde e economia atómica 1. 5. 2 Economia atómica

O rendimento de uma reação química não permite tirar conclusões sobre: • a quantidade de subprodutos e resíduos que se formam; • a quantidade de átomos dos reagentes que incorporam o produto desejado.

Para medir a eficiência de uma reação, Barry Trost desenvolveu Barry Trost (n. 1941) o conceito de economia atómica. O conceito de economia atómica (AE) tem em conta: • a massa de átomos de reagentes incorporados no produto desejado; • a massa total de átomos nos reagentes.

A economia atómica (AE) pode ser determinada da seguinte forma: Massa de átomos dos reagentes incorporados nos produtos desejados _____________ AE = × 100 % Massa total de átomos nos reagentes Maior fração de átomos dos reagentes incorporados nos produtos = Maior economia atómica

1. 5 Química Verde e economia atómica 1. 5. 3 Síntese do ibuprofeno e economia atómica

O ibuprofeno é um anti-inflamatório, analgésico e antipirético. Molécula de ibuprofeno

Em 1960, a empresa inglesa Boots Company foi a primeira a patentear a molécula. O processo de produção era complexo e gerava grandes quantidades de resíduos.

Síntese do ibuprofeno (Os átomos a vermelho não são utilizados — são resíduos. )

Este método de síntese de ibuprofeno apresenta uma AE de 40 %. Para uma produção anual de ibuprofeno que ultrapassa os 13 milhões de toneladas, este método gera 15 milhões de toneladas de resíduos.

Em 1990, a BHC Company desenvolveu um novo processo de produção de ibuprofeno. A economia atómica (AE) deste novo processo é de 77 %.

Síntese do ibuprofeno (Os átomos a vermelho não são utilizados — são resíduos. )

A produção de ibuprofeno de acordo com este processo respeita os princípios da Química Verde: • Maior economia atómica (AE); • Menor produção de resíduos; • Recuperação e reutilização dos catalisadores utilizados (HF, Ni e Pd).

Conclusão • A Química Verde procura reduzir ou eliminar o uso e a produção de substâncias perigosas.

Conclusão • A eficiência de uma reação é determinada com base na economia atómica (AE): Massa de átomos dos reagentes incorporados nos produtos desejados AE = _____________ × 100 % Massa total de átomos nos reagentes