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E STRELA V ERDE : UMA MÉTRICA HOLÍSTICA PARA AVALIAÇÃO DA VERDURA QUÍMICA DE ATIVIDADES LABORATORIAIS TÂNIA CRISTINA PIRES Departamento de Química e Bioquímica.

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1 E STRELA V ERDE : UMA MÉTRICA HOLÍSTICA PARA AVALIAÇÃO DA VERDURA QUÍMICA DE ATIVIDADES LABORATORIAIS TÂNIA CRISTINA PIRES Departamento de Química e Bioquímica Faculdade de Ciências, Universidade do Porto FEVEREIRO, 2013

2 2 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE (EV)? COMO SE CONSTRÓI A EV? ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE(%) VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV CONTEÚDOS

3 3 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE?

4 4 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; Green Star: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, O QUE É A ESTRELA VERDE? MÉTRICA HOLÍSTICA DE NATUREZA GRÁFICA TODOS OS PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE (QV) PERMITE COMPARAÇÕES VISUAIS FÁCEIS ESTRELA VERDE (EV)

5 5 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; Green Star: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, O QUE É A ESTRELA VERDE? GRÁFICO RADIAL: ESTRELA VERDE (EV) Nº de PONTAS = PRINCÍPIOS DA QV APLICÁVEIS

6 6 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; Green Star: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, O QUE É A ESTRELA VERDE? GRÁFICO RADIAL: ESTRELA VERDE (EV) COMPRIMENTO DE CADA PONTA = CUMPRIMENTO DO PRINCÍPIO

7 7 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; Green Star: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, O QUE É A ESTRELA VERDE? GRÁFICO RADIAL: ESTRELA VERDE (EV) AVALIAÇÃO POR CRITÉRIOS PRÉ-DEFINIDOS ESCALA 1-3 (MÁXIMO)

8 8 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; Green Star: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, O QUE É A ESTRELA VERDE? GRÁFICO RADIAL: ESTRELA VERDE (EV) VISÃO SEMI-QUANTITATIVA DA VERDURA GLOBAL DA ATIVIDADE

9 9 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais ÁREA VERDE FORNECE UMA VISÃO GLOBAL DA VERDURA VERDURA QUÍMICA CRESCENTE Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; Green Star: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, O QUE É A ESTRELA VERDE?

10 10 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais O QUE É A ESTRELA VERDE? ATIVIDADE SEM SÍNTESE 6 PRINCÍPIOS APLICÁVEIS EV DE 6 PONTAS ATIVIDADE DE SÍNTESE 10 PRINCÍPIOS APLICÁVEIS EV DE 10 PONTAS

11 11 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais INVENTARIAR TODAS AS SUBSTÂNCIAS INTERVENIENTES: REAGENTES PRODUTOS COPRODUTOS CATALISADORES SOLVENTES AGENTES DE PURIFICAÇÃO SECANTES RESÍDUOS FORMADOS COMO SE CONSTRÓI A EV? 1. EXAMINAR O PROTOCOLO EXPERIMENTAL

12 12 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? PERIGOS PARA A SAÚDE HUMANA PERIGOS PARA O AMBIENTE PERIGOS DE POTENCIAL ACIDENTE QUÍMICO DEGRADABILIDADE RENOVABILIDADE 2. RECOLHER INFORMAÇÃO SOBRE AS SUBSTÂNCIAS

13 13 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? 3. PONTUAR AS SUBSTÂNCIAS QUANTO AOS PERIGOS PONTUAÇÃO 1 BENIGNIDADE MÁXIMA CONSULTAR TABELA 1 DO DOC. 2. PONTUAÇÃO 3 PERIGO MÁXIMO

14 14 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? TABELA 1 CaracterísticasCritérios Pontuação (p) Estrela verde Degradabilidade Não degradáveis e que não possam ser tratados para se obter a sua degradação em produtos de degradação inócuos 3 Não degradáveis mas que possam ser tratadas para se obter a sua degradação em produtos de degradação inócuos 2 Degradáveis com produtos de degradação inócuos 1 Renovabilidade Não renováveis3 Renováveis1 TABELA 2

15 15 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? 3. PONTUAR AS SUBSTÂNCIAS QUANTO AOS PERIGOS AUSÊNCIA DE INFORMAÇÃO PONTUAÇÃO COM PENALIZAÇÃO MÁXIMA PONTUAÇÃO 3 PERIGO MÁXIMO

16 16 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? 4. PONTUAR OS PRINCÍPIOS DA QV PONTUAÇÃO 1 CONSULTAR TABELA 2 DO DOC. 2. PONTUAÇÃO 2 PONTUAÇÃO 3 VERDURA QUÍMICA CRESCENTE

17 17 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? P1 - PREVENÇÃO p = 3 TODOS OS RESÍDUOS SÃO INÓCUOS. p = 2 RESÍDUOS QUE ENVOLVAM UM PERIGO MODERADO PARA A SAÚDE E AMBIENTE. p = 1 FORMAÇÃO DE PELO MENOS UM RESÍDUO QUE ENVOLVA UM PERIGO ELEVADO PARA A SAÚDE E AMBIENTE.

18 18 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Princípio da QVCritériosp P1 – Prevenção Todos os resíduos são inócuos (p=1, tabela 1) 3 Resíduos que envolvam perigo moderado para a saúde e ambiente (p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3 2 Formação de pelo menos um resíduo que envolva um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1) 1 P2 – Economia atómica Reações sem reagentes em excesso (10%) e sem formação de coprodutos3 Reações sem reagentes em excesso (10%) e com formação de coprodutos2 Reações com reagentes em excesso (>10%) e sem formação de coprodutos2 Reações com reagentes em excesso (>10%) e com formação de coprodutos1 P3 – Sínteses menos perigosas Todas as substâncias envolvidas são inócuas (p=1, tabela 1)3 As substâncias envolvidas apresentam um perigo moderado para a saúde e ambiente (p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3) 2 Pelo menos uma das substâncias envolvidas apresenta um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1) 1 P5 – Solventes e outras substâncias auxiliares mais seguras Os solventes e as substâncias auxiliares não existem ou são inócuas (p=1, tabela 1)3 Os solventes e as substâncias auxiliares usadas envolvem um perigo moderado para a saúde e ambiente (p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3) 2 Pelo menos um dos solventes ou uma das substâncias auxiliares usadas envolve um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1) 1 COMO SE CONSTRÓI A EV?

19 19 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Princípio da QVCritériosp P6 – Planificação para conseguir eficácia energética Temperatura e pressão ambientais3 Pressão ambiental e temperatura entre 0ºC e 100ºC que implique arrefecimento ou aquecimento2 Pressão diferente da ambiental e/ou temperatura muito afastada da ambiental1 P7 – Uso de matérias primas renováveis Todos os reagentes/matérias-primas envolvidos são renováveis (p=1, tabela 2)3 Pelo menos um dos reagentes/matérias-primas envolvidos é renovável, não se considera a água (p=1, tabela 2) 2 Nenhum dos reagentes/matérias-primas envolvidos é renovável, não se considera a água (p=3, tabela 2) 1 P8 – Redução de derivatizações Sem derivatizações ou só uma etapa3 Usa-se apenas uma derivatização ou duas etapas2 Usam-se várias derivatizações ou mais do que duas etapas1 COMO SE CONSTRÓI A EV?

20 20 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais Princípio da QVCritériosp P9 – Catalizadores Não se usam catalisadores ou os catalisadores são inócuos (p=1, tabela 1)3 Utilizam-se catalisadores que envolvem um perigo moderado para a saúde e ambiente (p=2, tabela 1) 2 Utilizam catalisadores que envolvem um perigo elevado para a saúde e ambiente (p=3, tabela 1)1 P10 – Planificação para a degradação Todas as substâncias envolvidas são degradáveis com os produtos de degradação inócuos (p=1, tabela 2) 3 Todas as substâncias envolvidas que não são degradáveis podem ser tratados para obter a sua degradação com os produtos de degradação inócuos (p=2, tabela 2) 2 Pelo menos uma das substâncias envolvidas não é degradável nem pode ser tratado para obter a sua degradação com produtos de degradação inócuos (p=3, tabela 2) 1 P12 – Química inerentemente mais segura quanto à prevenção de acidentes As substâncias envolvidas apresentam um baixo perigo de acidente químico (p=1, tabela 1, considerando os perigos para a saúde e perigos físicos) 3 As substâncias envolvidas apresentam um perigo moderado de acidente químico(p=2, tabela 1, pelo menos para uma substância, sem substâncias com p=3, considerando os perigos para a saúde e perigos físicos) 2 As substâncias envolvidas apresentam um perigo elevado de acidente químico (p=3, tabela 1, considerando os perigos para a saúde e perigos físicos) 1 COMO SE CONSTRÓI A EV?

21 21 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais COMO SE CONSTRÓI A EV? MÁXIMO DE VERDURA 3 PARA TODOS OS PRINCÍPIOS ÁREA (VERDURA) MÁXIMA MÍNIMO DE VERDURA 1 PARA TODOS OS PRINCÍPIOS ÁREA (VERDURA) MÍNIMA

22 22 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais ATIVIDADE 1ATIVIDADE 2 ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE QUAL A ATIVIDADE COM MAIOR VERDURA QUÍMICA?

23 23 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais ATIVIDADE 1ATIVIDADE 2 ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE QUAL A ATIVIDADE COM MAIOR VERDURA QUÍMICA? IPE = 55,00

24 24 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais ATIVIDADE 1ATIVIDADE 2 ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE(%) QUAL A ATIVIDADE COM MAIOR VERDURA QUÍMICA? AS DUAS ATIVIDADES TÊM IGUAL VERDURA QUÍMICA. IPE = 55,00

25 25 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA, IPE(%) ÍNDICE DE PREENCHIMENTO DA ESTRELA RAZÃO ENTRE A ÁREA DA EV DA ATIVIDADE E A ÁREA MÁXIMA DA EV (%) Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; Green Star: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3,

26 26 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais

27 27 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais FÁCIL AVALIAÇÃO DA VERDURA QUÍMICA PROTOCOLO FÁCIL COMPARAÇÃO DA VERDURA QUÍMICA DE VÁRIOS PROTOCOLOS EXPERIMENTAIS ANÁLISE VISUAL + IPE IDENTIFICAÇÃO RÁPIDA DOS PRINCÍPIOS DA QV A OTIMIZAR VISÃO HOLÍSTICA FUNDAMENTAL NA QV Ribeiro, M. G. T. C.; Costa, D. A.; Machado, A. A. S. C.; Green Star: a holistic Green Chemistry metric for evaluation of teaching laboratory experiments; GC Letters & Reviews. 2010, 3, VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV

28 28 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais FÁCIL CONSTRUÇÃO UTILIZAÇÃO DOS PRINCÍPIOS DA QV AUXÍLIO DA SUA COMPREENSÃO VISÃO DA NECESSIDADE DE USAR ABORDAGENS HOLÍSTICAS NA PRÁTICA DA QV FOMENTA UMA ATITUDE PROATIVA TRANSFORMAÇÃO DA QUÍMICA EM QV E SUSTENTÁVEL Ribeiro, M. G. T. C., Machado, A. A. S. C.. Novas métricas holísticas para avaliação da verdura de reações de síntese em laboratório. Quím. Nova. 2012, 35, VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV

29 29 Tânia Cristina Pires E STRELA V ERDE : uma métrica holística para avaliação da verdura química de atividades laboratoriais DIFÍCIL OBTER TODA A INFORMAÇÃO NECESSÁRIA PARA A CONSTRUÇÃO DEGRADABILIDADE ESCALA DE PONTUAÇÕES DOS PRINCÍPIOS DA QV (1–3) POUCO FINA NA AVALIAÇÃO DE ALGUNS PRINCÍPIOS Ribeiro, M. G. T. C., Machado, A. A. S. C.. Novas métricas holísticas para avaliação da verdura de reações de síntese em laboratório. Quím. Nova. 2012, 35, VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA MÉTRICA EV


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