lunes, 13 de junio de 2011

CATÁLISIS EN LA QUÍMICA VERDE

1.    QUÍMICA VERDE

“Química verde”  este  concepto se introdujo por primera vez en el año 1990, en esta época en donde  se acostumbraba la liberación de los contaminantes en forma directa en el aire, agua y suelo.
 Posteriormente, con el avance en la normatividad y el conocimiento de los mecanismos de acción de los contaminantes en el medio, se generaron límites para la emisión de contaminantes al ambiente. los científicos de la época, quienes  fueron los encargados de hacer que esta nueva tecnología saliera a la luz pública, donde los medios lo adoptaron como un nuevo enfoque de la química, difundiéndose  rápidamente en los institutos de investigación popular y diversos, libros y revistas, aunque no siempre con el mismo significado. Una buena definición de "química verde" es dada en  EE.UU. por la Agencia de Protección Ambiental (EPA): que presenta el uso de la química con la intención de prevenir la contaminación, mostrando el diseño de productos    y procesos químicos que son más adecuados para el medio ambiente. EPA identifica las siguientes áreas principales para la química verde:
• El uso de rutas sintéticas alternativas (por ejemplo, procesos naturales, como la fotoquímica y materias primas alternativas que sean más inofensivos y renovables como la biomasa).
• El uso de las condiciones de reacción alternativas (ejemplo,  son el uso de disolventes que tienen un pequeño impacto sobre la salud humana y el medio ambiente), o el aumento de la selectividad y reducir los desechos y las emisiones.

• Diseño de los productos químicos compatibles con el medio ambiente (menos tóxicas que las disponibles actualmente o inherentemente más seguras con respecto a los posibles accidentes).
Se tiene un significado opuesto al comparar el concepto de "Química sostenible" con la "química verde". Hay una diferencia clave y es: que mientras  la química verde indica  un proceso químico de no producción de  contaminantes, o evitando el riesgo de que puedan existir, el significado de la química sostenible esta  vinculada con la  eco-eficiencia, el crecimiento económico y la calidad de vida en términos de un análisis coste / beneficio. La misión  de la química sostenible hace hincapié en el concepto de riesgo sostenible, lo que afirma  que no existe una buena "química verde", simplemente cada proceso químico tiene un riesgo asociado con la producción. Esta completamente en las manos  de los químicos e ingenieros reducir al mínimo este riesgo, buscando una mejor cara  al impacto sobre el medio ambiente hasta un nivel sostenible,  permitiendo una buena calidad de vida. Al observar los diferentes cambios que se han producido en la industria química en las últimas dos décadas, se puede mirar que todos los nuevos procedimientos introducidos fueron motivados por la necesidad de reducir el impacto o riesgos ambientales peligrosos, y lograr un mejor uso de los recursos.
2. LOS PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE
Los Principios de la química verde son el resultado de una variedad de prácticas y de investigación. En la siguiente lista se plasman estos 12 principios los cuales se encuentran  con algunas sus características principales:  
2.1. Prevención de los residuos
“Es mejor prevenir los residuos que tratar de limpiarlos después de su formación”.
Como se podría decir: "es mucho mejor prevenir que  curar" esto se puede aplicar en  un refrán  muy útil en este primer principio ya que  La química verde es la prevención de la contaminación a nivel molecular.  Observando el mecanismo de los laboratorios, se puede mirar que  el costo de la eliminación de los residuos producidos  ​​por lo general supera el precio por volumen de las materias primas como entrada.
2.2. Economía de Átomos.  
 “Se deben  diseñar métodos sintéticos para maximizar la incorporación de todos los materiales utilizados para el  proceso en el producto final”.
Cuando se presenta una recuperación  del 100% en la economía del átomo en general, implica un alto rendimiento que es un controlador de la rentabilidad.
2.3. Síntesis menos peligrosas
 “Se deben diseñar siempre que sea posible, métodos de síntesis para utilizar y generar sustancias que tengan poca o ninguna toxicidad para la salud humana y el medio ambiente”.  El rediseño de las transformaciones existentes para incorporar materiales menos peligrosos se encuentra en el “corazón de la química verde”.
2.4. Sustancias químicas más seguras
“Los productos químicos deben ser diseñados para preservar la eficacia de la función, y la reducción de la toxicidad”.
La comunidad química se ha vuelto bastante sofisticado en la identificación de mecanismos de acción específicos para una variedad de criterios de valoración negativa. Se necesita capacitar a los químicos sintéticos para apreciar mejor estos mecanismos.
2.5. Disolventes más seguros y auxiliares
 “El uso de sustancias auxiliares (disolventes, reactivos de separación, etc.) deben ser innecesarios cuando sea posible”, esto se hace  en busca de la prevención de toda la comunidad.   
2.6. Eficiencia energética
Los requerimientos energéticos serán catalogados por su impacto ambiental y económico y deben reducirse al mínimo”. Métodos de síntesis deben llevarse a cabo a temperatura ambiente y presión.

2.7. Materias primas renovables
“Una materia prima debe ser renovable y no agotar siempre que sea una técnica   económicamente viable”. La dependencia de la industria química de materias primas a base de petróleo deben ser abordados. El plazo para el agotamiento puede ser discutible, sin embargo, las alternativas sostenibles a largo plazo deben ser identificadas.
2.8. Reducir derivados            
“Derivados (grupos de bloqueo, protección y desprotección, y la modificación temporal de procesos físicos / químicos) deben ser evitados siempre que sea posible”. Para evitar la presencia de sustancias no necesarias y poco utilizadas.

2.9. Catálisis
“Se emplearán catalizadores (lo más selectivos posible) son superiores a los reactivos estequiométricos”. A fin de que las energías de transición del estado sean más accesibles en una transformación química, el uso de catalizadores puede ser muy beneficioso.
2.10. Diseño para la degradación
“productos químicos se diseñarán de modo que al final de su función no persistan en el medio ambiente y se dividen en productos de degradación inocuos”.

2.11. Análisis en tiempo real para la prevención de la contaminación
 “Metodologías analíticas serán desarrolladas posteriormente para permitir a tiempo real, el seguimiento durante el proceso y el control antes de la formación de sustancias peligrosas”.
2.12. Química inherentemente más segura para la prevención de accidentes
“Se requiere minimizar el potencial de accidentes químicos, incluidas las emanaciones, explosiones e incendios”.

El uso de catalizadores, disolventes alternativos, menos peligrosos y las reacciones más bajas de energía, la producción de sustancias químicas más seguras, y la producción de la prevención de los residuos deberían actuar para impulsar este proceso.

3. CATÁLISIS Y QUÍMICA (VERDE)

La catálisis es una herramienta necesaria y fundamental para el logro de objetivos sociales y económicos. Se requiere como una tecnología clave para lograr los objetivos de la química verde, siendo una metodología que se basa en la prevención de la contaminación utilizando tecnologías de catalizadores, los cuales aceleran y no modifican las reacciones químicas permitiendo de esta manera un mejor camino de reactivos y productos en una reacción química permitiendo que se presente una disminución de reactivos y contaminantes que generan un gran impacto ambiental. 

4.    EN BUSCA DE UN CATALIZADOR EN LA QUÍMICA (VERDE).
La química verde hace uso de los catalizadores debido a que aumentan la velocidad de la reacción, disminuyen la energía de activación y en muchos casos se disminuye la generación de residuos tóxicos evitando contaminación.
La catálisis muy importante en la química verde por la cantidad de beneficios que presenta al medio ambiente, entre estos están, la reducción en el consumo de energía, la disminución en  las necesidades de separación como consecuencia del aumento en los rendimientos y la selectividad, reduce las cantidades de reactivos y permiten el uso de materias primas renovables y reactivos menos tóxicos; dentro de estas materias primas renovables encontramos los líquidos iónicos los cuales son  Son fluidos que se pueden considerar como sales con bajos puntos de fusión y gracias a su gran variedad de propiedades son utilizados como disolventes para separar reactivos y productos.
Su estructura generalmente se compone por un anión orgánico y un catión inorgánico o viceversa, en la mayoría de los casos son iones de gran tamaño lo que hace que sean moléculas voluminosas.
Entre sus características se encuentran:
Bajo punto de fusión, Presión de vapor muy baja, alta estabilidad térmica, Elevada estabilidad química, elevada conductividad iónica, buenas propiedades electroquímicas.
De  sus aplicaciones en la química verde podemos encontrar que: forman mezclas bifásicas con los fluidos supe críticos, lo que facilita la separación de los compuestos, se caracterizan por ser   reutilizables y capaces de mejorar notablemente el rendimiento de una reacción.

5.    EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL Y QUÍMICA VERDE

Química Verde se puede observar  como un diseño a mitad de camino entre el centro de la finalidad social directamente contratados por la evaluación de impacto ambiental en el punto de despliegue y la base científica de la evolución de los enfoques alternativos a la química "desplegado" en revistas y conferencias. Los resultados de la química verde están normalmente muy por arriba de las actividades de evaluación del impacto ambiental, sin embargo, actuar para generar alternativas y opciones de incremento con respecto a la evaluación del impacto ambiental de los intereses a largo plazo. Evaluación del impacto ambiental puede ayudar a clarificar los beneficios ambientales, sociales y económicos de estas opciones de producción resultante limpia. Tanto la evaluación del impacto ambiental y los campos de la Química Verde también se encuentran aún en medio de la construcción de teorías.

Aunque ambas teorías presentan características similares, en muchos aspectos se puede decir que existen diferencias significativas entre la química verde y evaluación del impacto ambiental que los hacen complementarios, diferencias como estas se pueden encontrar en el calendario de sus respectivas intervenciones.
CONCLUSIÓN
La química verde es una metodología, que pretende beneficiar a todas las personas y a su entorno, brindando una estabilidad ambiental con el no uso y prevención de sustancias peligrosas, y con la modificación de las circunstancias de reacción, que pueden alterar las condiciones de seguridad de las personas que las realizan, además de esto añadir el uso de la catálisis como una metodología que implementa los catalizadores capaces de determinar una aceleración de las condiciones de reacción, sin afectarla y causarle daños. Estas dos mecanismos catálisis y química verde son grandes pilares que llevaran a una mejoría ambiental y de la comunidad como tal.
Los líquidos iónicos representan gran aporte a la química verde, y en general al medio ambiente.

6.    BIBLIOGRAFÍA
v  Catalysis and sustainable (green) chemistry. Gabriele  Centi, and Siglinda Perathoner. Fundamentals of Catalysis and Applications to Environmental Problems. Catalysis Today Volume 77, Issue 4, 15 January 2003, Pages 287-297.
v  Origins of Green Analytical Chemistry. M. de la Guardia and S. Armenta. Green Analytical Chemistry.Comprehensive  Analytical    Chemistry Volumen 57,  2011 , Pages 1-23
v  Green chemistry . John C. Warner, Amy S. Cannon and Kevin M. Dye .Environmental Impact Assessment Review  Volume 24,  Issues 7-8, October-November 2004, Pages 775-799 .
v  A review of ionic liquids towards supercritical fluid applications . Seda Keskin, Defne Kayrak-Talay, Uğur Akman, and Öner Hortaçsu. The Journal of Supercritical Fluids Volume 43, Issue 1, November 2007, Pages 150-180
v  Instituto de ciencias de materiales de Aragón. Química Verde. Universidad de Saragoza. http://www.unizar.es/icma/divulgacion/quimica%20verde.html.