بخشی از مقاله
چکیده
شیمی سبز به معنای حذف یا کاهش تولید مواد شیمیایی سمی و خطرناک و عدم استفاده از مواد آسیبرسان به محیط زیست در فرآیندهای شیمیایی میباشد. طراحی واکنشی که با اصول دوازدهگانه شیمی سبز مطابقت داشته باشد از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد. با توجه به اینکه شیمی سبز امروزه به عنوان راهحل کلیدی برای مشکلات زیست محیطی محسوب میشود، لذا برای دانشجویان و دانشآموزان امری ضروری است که به اندازه کافی با دانش شیمی روز آشنا شوند.
یادگیری اصول شیمی سبز در آزمایشگاه شیمی عمومی در ابتدای دوران تحصیل دانشگاهی و تطبیق نمودن شیمی سبز با برنامههای درسی دانشجویان و دانشآموزان موجب ارتقاء سطح دانش و علاقهمندی آنها به شیمی سبز میگردد. تعیین جرم مولی از طریق کاهش نقطه انجماد در بیشتر دانشگاهها و موسسات عالی به عنوان یکی از آزمایشهای شیمی عمومی تدوین شده و از دانشجویان خواسته میشود تا جرم مولی موادی همچون گوگرد را از طریق کاهش نقطه انجماد نفتالین به دست آورند. اما بایستی توجه داشت که این مواد سمی و آلاینده محیط زیست هستند.
در این کار تحقیقاتی به طراحی آزمایشی جهت تعیین جرم مولی گلیسرول، سدیمکلرید - NaCl - و کلسیمکلرید - CaCl2 - پرداخته شد و بعد از بررسی محتوای ازمایش و دستور کار انجام ان، به جنبه های مثبت این روش و مطابقت ان با اصول شیمی سبز پرداخته شد. با توجه به اینکه مواد مصرفی در آزمایش پیشنهادی همگی سالم و بیخطر هستند، لذا این آزمایش را میتوان به عنوان یک ایده سبز در آزمایشگاه شیمی عمومی انجام داد.
-1 مقدمه
شیمی در تمدن آدمی نقش بنیادی دارد و جایگاه آن در اقتصاد، سیاست و زندگی روز به روز پررنگتر میشود و طیف وسیعی از محصولات شیمیایی از جمله مواد دارویی، رنگها، کودها و ...را پوشش میدهد. با این حال، آسیبهای زیست محیطی ناشی از آن از نگرانیهای عمده بشری است .[1] شیمی سبز در اوایل 1990 به منظور طراحی فرآیندها و محصولات بیخطر برای رسیدن به یک آینده بهتر و پایدار مطرح گردید. این زمینه علیرغم اینکه شاخه جدیدی از علم است، به عنوان یک فلسفه و روش تفکر جدید برای رسیدن به توسعه پایدار مطرح است ولی از دیدگاه شیمیدانان بیشتر به عنوان یک علم جدید برای جلوگیری از آلودگی و کاهش ضایعات شناخته میشود
در اوایل دهه 1980موضوعی تحت عنوان شیمی پاک وارد جامعه شیمی گردید که برای توصیف آن از اصطلاحاتی نظیر شیمی سبز یا شیمی محیطی نیز استفاده میشد. با اینکه در اکثر منابع علمی به این موضوع پرداخته میشد اما چارچوب مشخصی برای آن تعریف نشده بود تا اینکه در سال 1998 آناستاس - Anastas - و وارنر - Warner - با بیان اصول دوازدهگانه شیمی سبز آن را به عنوان شاخه مهمی از شیمی معرفی کردند. این اصول به شرح زیر است
این اصول با تمام معیارهای یک سنتز مطلوب مطابقت داشته و به عنوان ابزاری برای شیمیدانان جهت رسیدن به توسعه پایدار و طراحی فرآیندهای دوستار محیط زیست عمل میکند. در میان این 12 اصول، اصل پیشگیری از آلودگی فراگیر بقیه اصول بوده و هدف اصلی شیمی سبز میباشد. بعد از اصل پیشگیری از آلودگی، سودمندی و اقتصادی بودن دو اصل مهمی هستند که شیمی سبز بر آن تاکید میکند
تا سال 1960 هیچ گونه مقررات زیست محیطی مربوط به تولید و استفاده از مواد شیمیایی و نحوه کنترل آلایندههای زیستی وضع نشده بود و کاهش غلظت آلایندهها در محیط راهکار اصلی کاهش آلودگی بود تا اینکه در سال 1962 کارسون - Carson - با انتشار کتابی تحت عنوان "بهار خاموش" در مورد آسیبهای وارده به محیط سخن به میان آورد. افزایش آسیبهای محیطی، نگرانیهای عمومی و افزایش مرگ و میر باعث ایجاد چالشی در شیمیدانان برای پایهگذاری شاخه جدیدی از شیمی به نام شیمی سبز گردید
پس از تصویب پیشگیری از آلودگی در ایالات متحده آمریکا، توجه زیادی به شیمی سبز معطوف گردید. آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا به منظور گسترش ایدههای جدید و با ارزش در جهت کاهش تولید مواد خطرناک و سمی سازمان پیشگیری از آلودگی را تاسیس کرده است. این سازمان یک برنامه تحقیقاتی تحت عنوان "روشهای سنتزی جایگزین" تدوین کرده و سرمایه زیادی را برای این برنامه اختصاص داده است
جدول - 1 اصول دوازدهگانه شیمی سبز
1 پیشگیری از تولید فرآوردههای بیهوده: بهتر است که مواد زاید در فرآیندها تولید نشوند تا اینکه به فکر راهی برای از بین بردن آنها نباشیم.
2 اقتصاد اتمی: روشهای ساخت مواد باید به گونهای طراحی شوند که بیشترین استفاده از مواد واکنش دهنده انجام شود و تمامی آنها به محصول تبدیل شوند.
3 طراحی فرآیندهای شیمیایی کمآسیبتر: تا آنجا که امکانپذیر است، روشهای ساخت مواد به گونهای طراحی شود که خطری را متوجه محیط زیست یا انسان نکند.
4 طراحی مواد و فرآوردههای شیمیایی سالمتر: مواد جدید باید به گونهای طراحی شوند که بیشترین کارایی همراه با کمترین سمیت را داشته باشند.
5 بهرهگیری از حلالها و شرایط واکنشی سالمتر: استفاده از مواد کمکی مانند حلالها و... به کمترین میزان ممکن برسد و در شرایط اضطرار نیز از مواد کمخطر استفاده شود.
6 افزایش بازده انرژی: انرژی مورد نیاز فرآیندها با توجه به شرایط اقتصادی و محیطی فراهم شود و تا آنجایی که امکان دارد فرآیندهای شیمیایی در دما و فشار معمولی انجام شود.
7 بهرهگیری از مواد اولیه قابل بازیافت: از مواد خامی استفاده شود که قابلیت تولید مجدد در طبیعت را داشته باشند.
8 کاهش محصولات شیمیایی جانبی: تا جایی که امکان دارد از تولید محصولات جانبی مضر جلوگیری شود.
9 بهرهگیری از کاتالیزورها: از واکنشگرهای کاتالیزوری به جای واکشگرهای استوکیومتری استفاده شود.
01 طراحی برای مواد زیست تخریب پذیر: سعی شود محصولات فرآیندهای شیمیایی زیست تخریبپذیر باشد.
11 تخمین زمان واقعی یک واکنش برای کاهش آلودگی: روشهای تجزیهای برای کنترل لحظه به لحظه واکنشهای شیمیایی طراحی و توسعه داده شوند تا بتوان در هر لحظه تولید مواد مضر را تشخیص داد.
12 توجه به ایمنی واکنش: از موادی استفاده شود که کمترین قابلیت را برای انفجار یا ایجاد آلودگی داشته باشد
