صفحه 1:
3
2 3
و تن
ys 5 =
صفحه 2:
صرفه جوئي اتمي
7اصل 3: کاهش استفاده از مواد شيميائي خطرناک
اصل 4: طراحي براي مواد شيميائي ايمن تر
"اصل 5: حلال ها و مواد كمكي ايمن تر
اصل 6: طراحي براي بهره es انرژي
ual” 7: استفاده | ید پذی
"اصل 8: کاهش مشتقات
يه 7 اصل9: کاتالیزورها
_“اصل 10: طراحي براي تخریب پذيري
براٍصل 11: آنالیز لحظه به لحظه براي پيشگيري از آلودگي
ee ay de 2 تر براي پیش گيري از حادثه
صفحه 3:
صفحه 4:
شع صر اسطااص اعت كديا
تعريف مختصر شيمي سبز لين جنين است: ابتكار. طراحي و كاريرد محصولات و فرآيندهاي
شسمياني براي كاهش يا حذف استفاده و توليد مواد خطرناك.
شيمي سبزنيك فلسفه شيميائ ا 1 هلثي که استفاده‌یا تولید مواد
خطرناک را کاهش‌یا حذف تشویق مي کند. و در صدد است تا از آلودگي منابع جلوكيري كند
با آنها را کاهش دهد.
صفحه 5:
شیمی سبز تمام فرآیندهای شیمیایی و فناوری‌هایی که محیطزیست را بهبود.
می‌بخشد و کیفیت زندگی ما را ارقا می‌دهد در بر می‌گیرد
شیمی سبز روش بسیار کارآمدی برای پیشگیری از آلودگی محیط است زبرا از
راء‌ل‌های علمی و ابتکاری برای وضعیت واقعى محيط استفاده مى برد.
البته بایستی بین شیمی سبز و شیمی محیطزیست تفاوت گذاشت. چرا که شیمی
سبز کاهش و جلوگیری از آلودگی را از سرمنشاء پیگیری میکند در حللی که
ییحی ای ها ی ی ی در
را پیگیری می‌نماید. در شیمی سبز تمرکز روی کاهش خطر و افزليش کارایی مواد
انتخاب شده است در حللی که در شیمی محیط تمرکز روی پدیده‌های شیمیایی
در محیط است.
صفحه 6:
اهداف شیمی سبز
مأموریت اولیمی شیمی سبز ارلئه اطلاعات لازم به شیمیدان‌ها و مهندسین شیمی است. یعنی کسانی که به
طور فعال در زمینعی آیندمی سیاره‌ی ما درگیر هستند. تا اهمیت کاربرد علوم برای ارتقا صنایع شیمیایی
موفق را بدانند. هدف شیمی سبز کاهش آلودگی ناشی از فرایندهای شیمیایی است.
اين شيعى سيريا حر
نظر گرفتن جنبه‌های زیر به طراحی فرآیندهای شیمیایی بی‌خطر کمک میکند:
|- مواد شیمیایی استفاده شده
۲- فراوردههای شیمیایی تشکیل شده
۳- فراوردههای جانبی تشکیل شده
۴- پسماندهای تولید شده از فرایندها
۵- الزامات انرژی
صفحه 7:
اصول شيمي سبز
آناستاس و وارنر. يكسري اصول را
است و هدف شيمي سبز را به وضوح
کردند که به اصول دوازده گانه شيمي سبز معروف
اصل 1: پيشگيري
اصل 3: کاهش استفاده از مواد شيميائي خطرناک
اصل 4: طراحي براي مواد شيميائي ایمن تر
اصل 5: حلال ها و مواد كمكي ايمن تر
اصل 6: طراحي براي بهره وري انرژي
اصل 7: استفاده از ذخایر تجدید پذیر
اصل 8: کاهش مشتقات
اصل 9: کاتالیزورها
اصل 0 طراحي براي تخریب پذيري
اصل 11: آنالیز لحظه به لحظه براي پيشگيري از
آلودگي
اصل 12: شيمي ایمن تر براي پیش گيري از حادثه
صفحه 8:
گیری از تولید فراوردههای بیهوده
Adel لاحم
واكنش هاي شيميلئي بليد به كينه اي طراحي شوند تا حد امكان از توليد مواد زليد جلوكيري شود. رفع آلودكي محيط
زیست بسیار سخت تر و پر هزینه تراز پيشگيري آن مي باشد
تبعات ناشي از آلودگي آب اقیانوسها و سوراخ شدن لایه ازون به همه جهانیان خواهد رسید به همین دلیل دانشمندان
هر عرصه اي از علم همیشه پیشتازان حل مسائل مي باشند. و از نظر علمي هميشه پيشگيري راحتر و کم هزیته تر از
درمان است.
اگر بتوان براي انجام یک واکنش روش سالم. کم خطربي خطر و یا واکنشگر با سمیت کمتر استفاده کرد اخلاق
علمي حکم مي کند که یک محقق حتما این کار را انجام دهد.
به عنوان مثال اگر براي انجام واکنش فاكتورهاي خاصي وجود نداشته باشد. استفاده از مواد كم خطر.
ارزان. در دسترس همیشه ترجیح دارد. ترتیب زیر به عنوان نمونه مشخص مي کند که استفاده از واكنشگرهليي که
فلز کمتر در ساختار خود دارند و مواد جانبي سمي كمتر توليد مي کنند. بهتر است:
0 < ,0160 < یبا"
صفحه 9:
صفحه 10:
eo © اصل 2: صرفه جوئي اتمي) افزایش بهر‌وری از اقم(
روش هاي سنتزي بليدسبه كونه اي طراحي كردند كه لتم هاي موجود در مواد اوليه استفاده شده در
واكنش. در محصول نهلئي بيشترين مشاركت را داشته باشند. بنابرلین لگر درییک مکانیسم سنتزي,
نيز در خلال واكنش. توليد شود. و تعدادي از لتقم هاي واكنشكرها در محصول بكار
واكنشي مطلوب نخواهد بود بلكه حالتي كه تمام لتم هاي اوليه در محصول نهائي
حضور داشته باشند. مطلوبتر خواهد بود.
صرفه جوئي اتمي براي هر واكنش از فرمول زير بدست مي
آيد:
x 100 رفه جونیاتس- ]۸۶ < ۸۷0۲۰۲۵۳0۲0۷
صفحه 11:
۵-6 :مه
e004 + eno + © |
صفحه 12:
۳
وه + مه + ن
صفحه 13:
صفحه 14:
صفحه 15:
روش هاي سنتزي بلید طوري طراحي شهند. که مواد استفاده و توليد شده داراي ١
. براي سلامتي آنسان و محیط زیست داشته و یا هیچگونه سميتي نداشته باشند.
لین اصل. استفاده از معرف ها. واسطه هاء و تولید محصولات جلنبي-با سمیت کمتر را
ترویج مي کند.
**استفاده از ذخایر با سمیت کمتر. نیازمند توسعه مواد خام تجدیدپذیر است.
* كاتاليزورهاي بهتر و طراحي رآكتورهاي شيميلئي نیز در توسعه سنتز مواد کم خطر اثر
گذار هستند.
**همچنین بلید به برچسب روي شيشه مواد اولیه توجه نمود و قبل از اينكه از آنها
استفاده شود.به کتابها یا وبگاه هاي مرجع 51 (Merck Index) s po 520) aloe
رجوع نمود و اطلاعات لازم را در خصوص مواد اولیه بدست آوردتا در حمل و نقل و توزین
نهایت دقت را به عمل آورد.
**در دفتر آزملیش خهیش, ويژگيهاي مواد اولیه واکنش مورد نظر را نوشت و ضمن توجه
به آنها هنگام گزارش داده هاي آزملیش نکات ايمني را نیز یاد آوري نمود.تا افرادي که قصد
تکرار آزمایش را دارند به آنها توجه نمایند.
صفحه 16:
SO اصل 4: طراحي براي مواد شيمياني ایمن تر
محصولات شيميلئي بلید طوري طراحي شوند که ضمن عملکرد بهتر و
موثرتر سمیت کمتري داشته باشند. بنابرلین صنایع شيميلئي هنگامي که
در مورد توسعه و عرضه یک محصول تصمیم گيري هي نمایند. بلید ويژگي
هاي زیست محيطي (کاهش سمیت. سرطانزائي و را در حد استاندارد و
همانند ويژگي هاي متداول (فشار بخار. رنگ. پايداري و .) بررسي کنند. به
گونه اي که حمل و نقل آن کم خطر و بي خطر باشد. توزین آن راحت بوده و
خاصیت انفجاری نداشته باشد.
صفحه 17:
۱ solstice IO
بلید از مواد کمكي نظیر حلالهانتا آنجا که امکان دارد. کمتر استفاده شود و در مواردي که
اجتناب ناپشیر است از حلالهاي ایمن تر cad الكل ها. كيبن دي اكسيد فوق بحرلني يا
محلول هاي سورفاکتانت زیست تخریب پنیر استفاده شود. لین حلال هاي نسبت به حلال
هاي کلر دار ارجحیت دارند.
در سنتز مواد آلي روشيابي(میحاطس0(24) از جایگاه وییه اي برخوردار است زیرا
دانشمندان لین عرصه از پژوهش در شيمي‌با ابداع و بكارگيري شرلیط جدید. کم هزینه و
ایمن تر محصولات مورد نیاز شناخته شده را مجددا باز تولید مي کنند.نا در صورت امکان به
روش هاي قديمي رجوع نشود. بنابراين دانشمندان و يروهشكران روشياب (طب حاط اه (0)
هميشه در بي كشف روش هاي جديد ايمن ترء كم هزينه تر و راحت تر مي باشد.
صفحه 18:
انرژي و سوخت بیشتر مي باشد. که آن هم هزینه بر است.
لذا طراحي واکنش هليي‌با انریي اکتیواسیون کمتر ضرورت مي یابد. راهکار رسیدن به
لین هدف مهم‌با ابداع روش هاي جدید محقق حي شود و استفاده از کاتالیزورها نیز منجر
به کاهش انرژي مي شود.
صفحه 19:
© اصل 7 استفاده از ذخایر تجدید پذیر
از مواد خامى استفاده شود كه - هر زمان كه از نظر تكنيكى و اقتصادي
عملي باشد - تجديد يذير باشند.
ee ١
هاي سوختي. انرفژي بادي. خور .. استفاده گردد. و براي مواد اولیه ني
باید بیوگازها جایگزین سوختها Bet poh eyed
طبيعي است که بلید هزینه. زمان. سرعت و دسترسي‌به منلبع جدید انرژي
تجدیدپذیر نیز هد نظر باشد. بنابرلین در مبحث انريي نیز مقرون‌به صرفه
بودن از نظر اقتصادی اهمیت دارد.
در
صفحه 20:
© اصل 8: كاهش مشتقات 1
درسيك فرآيند سنتزي.نا حد امكان از مشتق سازي هاي غير ضروري. محافظت زدائي و ...
بلید اجتناب شود. زیرا لین مراحل نیازمند مواد اضافي. استفاده از حلال و انرژ
واکنش هاي دمینو ٩20 7۲()) و یک ظرفي (۳۰) - ۲)) از اهمیت ویژه اي
برخوردار هستند. زیرا بدون جداسازي و خللص سازي هر مرحله از یک واکنش چند مرحله
اي, همه مراحل واکنش درییک ظرف انجام حي پذیرد-به عنوان مثال همه مراحل واکنشی زیر
در یک ظرف انجام مي گیرد:
for am تفت
جع لگ موه
dekydratics موم ا 0
صفحه 21:
20 اصل9: کاتالیزورها
استفاده از کاتالیزور هاي همگن و ناهمگن به عنوان از اصول اساسي شيمي سبز مي
بن کانالیزورها مي توانند دسترسي‌به تعدادي از اهداف شيمي سبز شامل کاهشم استفاده آز 2
افزایش صرفه جويي اتمي و کاهش مصرف انرژي را ممکن سازند
205
۱ کاتاليزورهاي هتروین به عنوانیک بستر عمل کرده و جناساری 5 از محصول واکنش ساده است. به عنوان مثال
اسید کاتالیز معمولا اسید سولفوریک کاربردهاي زيادي دارد - در سالهاي اخیر رزین
a هکس‌به عنوان کاتالیزور هتروژن مورد
صفحه 22:
دسج مجح
سح =a
Sees
در مطالعات مربوط به کاتالیزورها و آنزييم ها دو کمیت مهم با نامهاي عدد تبدیل Purwpver)
ام( ) و فرکللس Prequray) Jars ی ) مطرح مي شود. که در بعضي منلبع به
صورت یی نیز نمایش داده شده اند.
از روي 7010 و 1015 كاتاليزورها مي توان به ميزان كارائي آن ها بي برد
صفحه 23:
مفهوم لين دو در سه سیستم مختلف کاتاليزوري يعني سیستم هموین یا همگن. سیستم هتروژن
یا ناهمگن و سیستم بیوكاناليستي ياكاتاليزوري زيستي تا حدودي متفاوت مي باشد
A
۸ ماده اولیه و 8 محصول است ۱
در سیستم هاي کاتاليزوري هموژن. 000 عبارت است از تعداد مول ها يا مولكول هاي © كه به
ازاي جك مول يا مولكول كاتاليزور به مول هايا مولكول هاي © تبسيل مي شود. که‌با در نظر
كرفتن تعداد دوره ها و جرخه هابي كدديك كاتاليزور مي تواند قبل از غيرفعال شدن مورد استفاده
قرار كيرد مطرح مي شود.
در حللي كه 000'آكبه تعداد مول هايا مولكول هاي 9)كهيك مول.يا مولكول كاتاليزور مي تواند
در يك ثانيه. دقيقه يا ساعت به مولها يا مولكولهاي 09 تبديل كند اطلاق مي شود.
بنابراين:
TOF=——_
Time
در سيستم كاتاليزوري هتروؤن. “2100 ,(1"00كبه ازاي هر موضع فعال یا هر گرم کاتالیزور بیان
مي شود وبه لین خاطر است كهبه طور دقيق معلوم نيست جه تعداد مولكول كاتاليزور بر روي
سطح وجود دارد.
در سیستم هاي زبستي. 000و ۳000 از طریق اندازه گيري سرعت ترکیب شدن مولكولهاي
آنزیم با واکنشگرها و سپس جدا شدن تمامي آنزیم از آن تعيين مي شود.
صفحه 24:
هر چه مقدار کاتالیزور کمتر. بازده بیشتر بیشتر خواهد بود
کاتالیزور مورد نظر داراي كارايي بيشتري است.
صفحه 25:
در واکنش آمینولیز اپوکسید زیر از كاتاليزورهاي مختلفي استفاده شده است.با محاسبه 4۳0۵
مشخص. كنيد كدام كاتاليزور مناسب تر است؟ 7
مر
Out.
+ Gh
| 9 ۸۳0 رح
ow
کاتالیزور | مقدار کاتالیزور(مول) |_زمان (ساعت: 5 Jane se |
2 1 125 ZrO(OTE
do
3 ma 5 sn(OTh
با توجه به رابطه مربوطه و جاگذاري براي كاتاليزورهاي فوق به ترتیب از
چپ به راست:
94و
ToR= + 09 ۱-2 , مور -
le
_ Ses
1B
=375h"
2
بنابراین بهترین کاتالیزور زیر کونیل تریفیلات مي باشد.
صفحه 26:
در واکنش کوپلاسیون سوزوكي زیر از کمپلکس پالادیوم به عنوان کاتالیزور استفاده شده است.
این کاتالیزور چندین بار باز یافت شده و مورد استفاده مجدد قرار گرفته است. 000 را براي
مقادیر 0.1 و 0.001 مول از کاتالیزور حساب کنید.
ow
ov امه
000 3
wou.
oe Cowen |
009 UD)
| + |] ۰
9
o 1
lout مقدار کاتالبزور (مول
99(91.88.7980.76) 0
27071 8437.22.7) 0.001
صفحه 27:
نان مال شود ع شيب يقير مرو مود وه ده رف با
ee eee ۱
صفحه 28:
مواد زلید. هميشه در لثر سنتزهاي شيميلئي تولید نمي شوند؛ بلکه گاهي
اوقات به علت عدم آگاهي و کنترل ضعیف تولید مي شوند. کنترل لحظه به
لحظه فرآیند. دماء فشار. سرعت خوراک. ترکیب خوراک کارخلنه. و ترکیب
محصول براي مهندسي شيمي سبز لازم و اساسي است.به همین دلیل
فرهنگ سازی لازم جهت استاندارد سازی و استاندارد پذيري در همه علوم
اعم از طبيعي و انساني مدنظر جوامع مختلف است. طبیعتا تولید مواد و
محصولات شيميائي در صنایع شيميلئي, داروئي و ... باید از حساسیت
برخوردار باشد. .. 1 1
صفحه 29:
fol 20 12: شیمی ایمن تر براي پیش گيري از حادثه
مواد استفاده شده در فرآيندهاي شيميلئي بلید به گونه اي انتخاب:
شوند. که احتمال حوادث شيميلئي شامل انتشار. انفجار و آتش سوزي را
کاهش دهند.
تا جلثي که ممکن است گازهاي خطرناک با مایعات قلبل کنترل و با
جامدات با قابلیت حمل و نقل آسان جایگزین مي گردند.
نمونه دیگر سنتز داروهلئي است که ضمن دارا بودن آثار جلنبي کمتر.
ساخت آن آسان باشد تا بتوان آن را با قیمت کمتر به بازار عرضه کرد.
صفحه 30:
سنتزهای ایده آل:
در شیمی سبز سنتزهایی ایدملل هستند که سالم و بی‌ضرر باشند. از مواد تجزيه شونده ساخته شوند.
یک مرحله‌ای باشند. ۱۰۰به محصول تبدیل شوند. ضایعات و زباله‌ای نداشته باشند. جداسازی و
یه آنها ساده باشد. قابل جذب در محیط باشند.
مواد شیمیایی آزاد شده در طبیعت
از مواد شیمیلیی آزاد شده در طبیعت. پیشتر لین مواد به ترتیب در هواء خاک. آبهای زیرزمینی و
آبهای سطحی پراکنده می‌شوند.
از
صفحه 31:
پيامدها و اثرات منفی زیست محیطی را به حداقل
تب سانند.
کره زمین را تميزترءأيمن تر و بهره ورتر میکند.
صفحه 32:
*زمینه‌های کلیدی شیمی سبز
۱- استفاده از کربن دیاکسید فوق بحرانی به عنوان حلال
۲- استفاده از محلول آبی هیدروژن پر اکسید برای فرایندهای اکسایشی
۳- استفاده از هیدروژن در سنتز نامتقارن
۴- واکنش در محیط خشک (بدون حلال)
۵- واکنش در محیط آب
۶- استفاده از کاتالیزور در واکنشها
<سلسله مراتب شیمی سبز
فراورده‌ها و فرایندهای شیمیلیی بایستی در جهت بالاترین سطح و مرتبمی لین سلسله طرح شوند. اين
سلسله مراتب عبار تند از:
[- کاهش و پیشگیری
۳-- کاربرد مجدد و Gh Sib مواد شیمیایی
۳- پردازش مواد به گونه‌ای که کمتر خطرناک باشند.
۴- انهدام و دفع درست مواد شیمیایی
صفحه 33:
شیمی سبز وجدان علم شیمی و راه آینده
Cole