1.4. Economia atómica e química verde

M4 Conteúdos Síntese de conteúdos 1.4. Economia atómica e química verde Objetivos da química verde (QV) Química tradicional e QV Eficiência de uma reação química Economia atómica percentual Redução de resíduos Reagentes e processos menos poluentes Os 12 princípios da química verde (QV) M4 Síntese de conteúdos

Será possível introduzir modificações nas reações químicas que visem economizar energia e/ou átomos e aumentar o rendimento e a seletividade de um dado processo? M4

A . Objetivos da Química Verde (QV) 1.4. Economia atómica e química verde A . Objetivos da Química Verde (QV) A química verde ou química sustentável dedica‑se à identificação das fontes de efeitos nocivos e ao desenvolvimento de estudos, na área da Química, que levem à sugestão de produtos alternativos de substituição de forma economicamente rentável e com o mínimo de efeitos nocivos. M4

B. Química tradicional e Química verde 1.4. Economia atómica e química verde B. Química tradicional e Química verde

C. Eficiência de uma reação química 1.4. Economia atómica e química verde C. Eficiência de uma reação química Comparação entre a quantidade de produto obtido com a quantidade de produto esperado - rendimento da reação. Química tradicional Comparação entre a massa do produto desejado com a totalidade da massa dos produtos obtidos numa determinada reação - economia atómica percentual. Química verde

D. Economia atómica percentual 1.4. Economia atómica e química verde D. Economia atómica percentual A economia atómica percentual, e.a. (%), é a razão entre a massa de átomos de reagentes que são incorporados no produto desejado e a massa total de átomos nos reagentes, expressa em percentagem. e.a.(%)

Exemplo 1 Determine a e.a.(%) Nem todos os átomos presentes nos reagentes compõem o produto desejado.

Exemplo 1 Verifica-se que parte dos átomos que constituíam os reagentes não foram incorporados no produto final desejado. Esta reação apresenta um desperdício atómico de 34,01%. Este valor significa que por cada 100,00 g de reagentes, 34,01 g não foram convertidos no produto final desejado, isto é, formou-se um resíduo não desejado com a massa de 34,01 g por cada 100,00 g de reagentes usados nesta reação química.

Exemplo 2 Determine a e.a. (%) Todos os átomos presentes nos reagentes compõem o produto desejado.

E. Redução de resíduos 1.4. Economia atómica e química verde Dado que a síntese do epoxietano envolve menos etapas a partir do processo proposto no âmbito da QV, comprova-se, neste caso, a produção de uma menor quantidade de resíduos.

F. Reagentes e processos menos poluentes 1.4. Economia atómica e química verde F. Reagentes e processos menos poluentes Reação química de produção do ácido adípico Ao contrário da química tradicional, a síntese do ácido adípico recorrendo à química verde não produz produtos químicos perigosos para o ambiente, os NOx.

G . Os 12 princípios da química verde (QV) 1.4. Economia atómica e química verde G . Os 12 princípios da química verde (QV) 1. Reduzir e prevenir a formação de produtos tóxicos é melhor do que reciclar, tratar ou produzir lixo para aterro sanitário. 2. A transformação de reagentes em produtos da reação deve ser realizada de forma a incorporar o número máximo de átomos dos reagentes nos produtos finais. 3. Devem desenvolver metodologias sintéticas que utilizam e geram substâncias com pouca ou nenhuma toxicidade para a saúde humana e ambiente. 4. Os produtos químicos devem ser desenvolvidos de tal modo que realizem a função desejada e ao mesmo tempo não sejam tóxicos. 5. As substâncias auxiliares, como, por exemplo, os solventes, devem ser evitados ao máximo e quando usados devem ser inócuos. 6. As reações químicas devem minimizar o uso de energia, devendo ser realizadas, se possível, à pressão e temperatura ambientes. 7. Sempre que a técnica é economicamente viável, a utilização de matérias-primas renováveis deve ser escolhida em detrimento de fontes não renováveis. 8. A derivação desnecessária deve ser minimizada ou, se possível, evitada, porque estas etapas requerem reagentes adicionais e podem gerar resíduos. 9. O uso de catalisadores deve ser tão seletivo quanto possível. 10. Os produtos químicos devem ser concebidos de modo a dissociarem-se em produtos de degradação inócuos, evitando a sua persistência no meio ambiente. 11. O controlo e a monitorização da produção devem ser realizados em tempo real, durante a síntese química, para evitar a produção de substâncias perigosas. 12. As substâncias, bem como o modo como são utilizadas durante a síntese, devem ser escolhidas a fim de minimizar potenciais acidentes.

Síntese de conteúdos A química verde (QV) ou química sustentável dedica‑se à identificação das fontes de efeitos nocivos e ao desenvolvimento de estudos, na área da Química, que levem à sugestão de produtos alternativos de substituição de forma economicamente rentável e com o mínimo de efeitos nocivos. É possível comparar reações químicas do ponto de vista da QV tendo em conta vários fatores, como: economia atómica, redução dos resíduos, produtos indesejados, escolha de reagentes e processos menos poluentes. M4

Síntese de conteúdos O estudo do fator economia atómica, no caso das reações químicas, permite concluir que é possível proceder a modificações com a finalidade de economizar energia e/ou átomos e aumentar o rendimento e a seletividade de um dado processo químico, indo ao encontro dos objetivos da QV. A economia atómica percentual, e.a. (%), é a razão entre a massa dos átomos de reagentes que são incorporados no produto desejado e a massa total de átomos nos reagentes, expressa em percentagem. M4

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