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U N A M
FACULTAD DE QUÍMICA
1er Coloquio de Ciencia y Sociedad
Química Verde
de la
hacia el Centenario de la
Facultad de Química
En la actualidad, uno de los problemas más importantes que nos aquejan es el deterioro ambiental, debido a la gran cantidad de residuos que generamos día con día. Lo cual nos ha puesto en la necesidad de buscar alternativas para prevenir la contaminación desde su origen y con ello la sustentabilidad del medio ambiente.
Una de estas alternativas es la química verde, la cual se define como:
Definición propuesta por Paul Anastas actual Director del Centro de Química Verde e Ingeniería Verde del Departamento de Química de la Universidad de Yale y el Doctor Jonh Warner, fundadores de los 12 principios de la Química Vede.
(1998): Green Chemestry: Theory and Practice, Oxford University Press, Nueva York.
12. Minimizar el potencial de accidentes químicos.
1. Prevenir la formación de residuos.
3. Síntesis con sustancias de toxicidad reducida.
10. Productos de productos biodegradables.
6. Maximizar la eficiencia energética.
4. Diseños de productos y procesos seguros.
5. Evitar el uso de sustancias auxiliares.
Para ilustrar mejor tal definición, veamos lo siguiente...
Cabe señalar que el uso del rendimiento no se toman en cuenta factores de eficiencia global. Por ello, el término economía del átomo se traduce como:
Economía atómica = (masa molecular del producto) / (masa molecular de los reactivos)
Comparemos los diferentes métodos industriales para la obtención de anhídrido maleico:
Si se parte de una molécula de 6 átomos de carbono (benceno, C6H6) para obtener una molécula con 4 átomos de carbono (anhídrido maleico, C4H2O3); así que el resto de los átomos no empleados se convertirían en óxidos de carbono. La economía atómica resultante sería:
Mol: cantidad de sustancia
Obtenemos la masa molar de cada uno:
C6H6 = 78 g/mol
O2 = 32 g/mol
C4H2O3 = 98 g/mol
Luego, multiplicamos esa masa por el número de moles:
1 C6H6 + 4.5 O2 → 1 C4H2O3
1 mol (78 g/mol) + 4.5 mol (32 g/mol) → 1 mol (98 g/mol)
Usamos la fórmula anterior:
% Ec.Atom=(1 mol (98 g/mol))/(1 mol (78 g/mol)+4.5 mol (32 g/mol)) x100
Obtenemos la economía del proceso: =44.1 %
Se entiende por Economía del átomo el reducir el gasto a nivel molecular maximizando el número de átomos de todos los reactivos que sean incorporados al producto final de modo que no se genere ningún subproducto. Es útil para evaluar la eficiencia de la reacción.
Pero no sólo se mejora la economía atómica del proceso, sino que se eliminó el empleo del benceno (de alta toxicidad) y se sustituyó por una sustancia de baja toxicidad como el n-butano (hidrocarburo saturado de baja reactividad).
ECONOMÍA ATÓMICA
Ahora sabemos la importancia de la incorporación del principio
la cual favorece no solo a una mejora para el medio ambiente, sino también un ahorro para las empresas químicas, al reducir los procesos de eliminación de residuos y la cantidad de energía utilizada.
En el proceso actual, que se lleva a cabo en todas las plantas del mundo, parte del
n-butano. Y en él, en presencia de un catalizador, el butano se transforma selectivamente, y en un solo paso, en anhídrido maleico. En este caso, de 100 kg de n-butano (C4H10) se producen 170kg de anhídrido maleico sin la formación de óxidos de carbono.
La economía atómica, en este caso es de 64.5 %, superior al que se obtendría a partir el benceno.
La eficiencia se ha medido mediante el cálculo del porcentaje de rendimiento.
% Rendimiento molar = (cantidad de átomos utilizados / cantidad de todos los reactivos) x 100
~ bibliografía ~