Hoće li kemija biti „zelenija”?
Uvod
Kada se riječ „zelena” počela stavljati ispred riječi „kemija”, mnogo je ljudi raspravljalo o tome što je prava definicija zelene kemije i, još važnije, što bi trebalo učiniti kako bi kemija bila „zelena” ili „zelenija”? Zašto njezin razvoj postaje potreba današnjeg svijeta i svijeta budućnosti?
Što je zelena kemija
Pročitaj definiciju Američke agencije za zaštitu okoliša (EPA).
„Zelena” kemija definirana je kao kemija koja osmišljava kemijske proizvode i procese
koji smanjuju ili uklanjaju uporabu štetnih kemikalija i stvaranje opasnog otpada.
To je pristup kemiji kojim se nastoji spriječiti
ili smanjiti zagađivanje okoliša.
Zelena kemija primjenjuje se u svim fazama nastanka kemijskog proizvoda.
Od njegova dizajna i proizvodnje, preko uporabe, do krajnjeg odlaganja.
Bavi se pronalaženjem kreativnih i inovativnih načina odlaganja otpada,
uštede energije i otkrivanja zamjenskih tvari
za tvari štetne za čovjeka i okoliš.
Naziva se i održivom kemijom.
Ljudi od samih početaka civilizacije teže napretku.
Mijenjaju okoliš u kojem žive, prilagođavajući ga svojim potrebama.
Veliki pomaci dogodili su se za vrijeme industrijskih revolucija.
One donose značajne promjene u svijetu koji se svakodnevno mijenja i tehnološki napreduje.
Prva industrijska revolucija započinje izumom parnog stroja.
Druga industrijska revolucija otkrićem i uporabom električne energije i nafte.
Koji su najvažniji izumi i promjene koje su se događale tijekom prve i druge industrijske revolucije?
Treća ili digitalna industrijska revolucija počela je krajem 80-ih godina 20. stoljeća.
Počela je razvojem analogne tehnologije.
Traje do digitalne tehnologije koju koristimo danas.
Ona donosi uporabu solarne energije, pametnih softvera,
robota te mnoštvo drugih naprednih usluga.
Na pragu smo četvrte industrijske revolucije koja donosi napredak u novim područjima.
Donosi napredak poput umjetne inteligencije, nanotehnologije, biotehnologije itd.
Voda je, zajedno s hranom i zrakom, osnovna potreba.
Za naše zdravlje i okoliš potrebni su čisti izvori.
Zagađenje zraka ima mnogo izvora – od industrijskih procesa,
prometa i prirodnih katastrofa, do dima cigareta.
Staklenički plinovi, posebno ugljikov dioksid, predmet su različitih rasprava
znanstvenika o tome što nas čeka u budućnosti – globalno zagrijavanje ili zahlađenje.
Kako nastaje učinak staklenika?
Proučite sljedeću animaciju i služeći se tekstom dostupnim na izvoru: Generalić, Eni. “Globalno zagrijavanje i čovjek.” EniG. Periodni sustav elemenata. KTF-Split, 26 Oct. 2017. Web. 2 Jan. 2018.
Istražite koji su glavni izvori stakleničkih plinova.
Zašto je međunarodno dogovoreno da se utjecaj svakog stakleničkog plina izražava kao ekvivalent ugljikova(IV) oksida.
Što je zelena kemija
Prema definiciji Američke agencije za zaštitu okoliša (EPA), „zelena” kemija definirana je kao kemija koja osmišljava kemijske proizvode i procese koji smanjuju ili uklanjaju uporabu štetnih kemikalija i stvaranje opasnog otpada. To je pristup kemiji kojim se nastoji spriječiti ili smanjiti zagađivanje okoliša. Zelena kemija primjenjuje se u svim fazama nastanka kemijskog proizvoda – od njegova dizajna i proizvodnje, preko uporabe, do krajnjeg odlaganja. Bavi se pronalaženjem kreativnih i inovativnih načina odlaganja otpada, uštede energije i otkrivanja zamjenskih tvari za tvari štetne za čovjeka i okoliš. Naziva se i održivom kemijom.
Ljudi od samih početaka civilizacije teže napretku. Mijenjaju okoliš u kojem žive, prilagođavajući ga svojim potrebama. Veliki pomaci dogodili su se za vrijeme industrijskih revolucija. One donose značajne promjene u svijetu koji se svakodnevno mijenja i tehnološki napreduje. Prva industrijska revolucija započinje izumom parnog stroja, a druga otkrićem i uporabom električne energije i nafte.
Koji su najvažniji izumi i promjene koje su se događale tijekom prve i druge industrijske revolucije?
Treća ili digitalna industrijska revolucija počela je krajem 80-ih godina 20. stoljeća razvojem analogne tehnologije, a traje do digitalne tehnologije koju koristimo danas. Ona donosi uporabu solarne energije, pametnih softvera, robota te mnoštvo drugih naprednih usluga.
Na pragu smo četvrte industrijske revolucije koja donosi napredak u novim područjima, poput umjetne inteligencije, nanotehnologije, biotehnologije itd.
Voda je, zajedno s hranom i zrakom, osnovna potreba. Za naše zdravlje i okoliš potrebni su čisti izvori. Zagađenje zraka ima mnogo izvora – od industrijskih procesa, prometa i prirodnih katastrofa, do dima cigareta. Staklenički plinovi, posebno ugljikov dioksid, predmet su različitih rasprava znanstvenika o tome što nas čeka u budućnosti – globalno zagrijavanje ili zahlađenje.
Kako nastaje učinak staklenika?
Proučite sljedeću animaciju i služeći se tekstom dostupnim na izvoru: Generalić, Eni. “Globalno zagrijavanje i čovjek.” EniG. Periodni sustav elemenata. KTF-Split, 26 Oct. 2017. Web. 2 Jan. 2018., istražite koji su glavni izvori stakleničkih plinova te zašto je međunarodno dogovoreno da se utjecaj svakog stakleničkog plina izražava kao ekvivalent ugljikova(IV) oksida.
Kako nastaju i kako utječu kisele kiše na okoliš?
Mala kiselost „čistih” kiša posljedica je prisutnosti ugljične kiseline.
Ugljična kiselina nastaje reakcijom ugljikova dioksida, CO2, iz atmosfere i vode.
Kisele kiše sadrže znatno veću koncentraciju kiselina.
Imaju pH manji od 5,6. Rezultat su čovjekova onečišćenja okoliša.
Na snižavanje pH-vrijednosti kiše najviše utječu oksidi sumpora i dušika.
Oni s vodenom parom iz zraka stvaraju sumporastu, sumpornu i dušičnu kiselinu.
Oksidi dušika i sumpora mogu biti nošeni vjetrom na velike udaljenosti.
Na zemlju se vraćaju u obliku kiše, snijega ili magle.
Kako nastaju i kako utječu kisele kiše na okoliš?
Mala kiselost „čistih” kiša posljedica je prisutnosti ugljične kiseline nastale reakcijom ugljikova dioksida, CO2, iz atmosfere i vode. Kisele kiše sadrže znatno veću koncentraciju kiselina, imaju pH manji od 5,6. Rezultat su čovjekova onečišćenja okoliša. Na snižavanje pH-vrijednosti kiše najviše utječu oksidi sumpora i dušika koji s vodenom parom iz zraka stvaraju sumporastu, sumpornu i dušičnu kiselinu. Oksidi dušika i sumpora mogu biti nošeni vjetrom na velike udaljenosti prije povratka na zemlju u obliku kiše, snijega ili magle.
Velik napredak znanosti i tehnologije utjecao je i još uvijek utječe na narušavanju prirodnog okoliša u cjelini, što se očituje u klimatskim promjenama, nastajanju ozonskih rupa, povećanju stakleničkih plinova i nakupljanju nerazgradivih onečišćivača u svim dijelovima atmosfere, vode i zemljišta. Potrebne su značajne promjene u cilju usporavanja klimatskih promjena, sprječavanja onečišćenja i održavanja prirodnih resursa.
Što možete saznati iz pravilno zapisane jednadžbe kemijske reakcije? Možete li napraviti produkt na osnovi poznavanja jednadžbe kemijske reakcije?
Sve reakcije koje se događaju u prirodi mogu se prikazati jednadžbom kemijske reakcije. Atomi prikazani na lijevoj strani kemijske jednadžbe, među reaktantima, nalaze se i u produktima, prikazanima na desnoj strani jednadžbe, samo su drugačije grupirani.
Za dobivanje produkta nije dovoljno poznavati jednadžbu kemijske reakcije. Potrebno je znati je li reakcija egzotermna ili endotermna, koje su koncentracije reaktanata, te pri kojoj temperaturi i tlaku nastaje željeni produkt.
Većinu kemijskih reakcija prate sporedne reakcije koje mogu stvarati različite i neželjene proizvode. Neki od reaktanata ne reagiraju u potpunosti. Promjena uvjeta reakcije može izazvati razlike u proizvodima koji nastaju. Reakcija napisana jednom jednadžbom kemijske reakcije može se odvijati u više međusobno povezanih koraka u kojima nastaju međuproizvodi koji daju konačni produkt.
Jednadžba kemijske reakcije slična je slikama u kuharici koje pokazuju uredno složene sastojke za pripremu jela i sliku gotovog jela. Je li moguće zamisliti korake u pripremi jela i smanjiti nered koji pritom nastaje?
Sada je vjerojatno lakše shvatiti ulogu zelene kemije. Njenih se postulata sve više pridržavaju velike kemijske industrije svjesne brzog trošenja neobnovljivih izvora energije i nedostatka sirovina neophodnih za današnji, vrlo brz razvoj tehnologije i industrije.
Istražite načela zelene kemije
Paul Anastas, američki znanstvenik i jedan od glavnih osnivača zelene kemije.
On zelenu kemiju definira kao „način stvaranja i primjene kemijskih procesa
i proizvoda koji smanjuju ili eliminiraju uporabu ili proizvodnju supstancija opasnih za ljudsko zdravlje i okoliš”.
Zelena kemija zasnovana je na 12 načela.
Sprečavanje otpada u svakom pogledu je 1. načelo.
Ostvaruje se preko primjene alternativnih obnovljivih sirovina
i korištenjem selektivnih katalitičkih reagensa.
Najznačajnije vezano za 12 načela je rješavanje problema opasnih kemikalija
i oštećenja okoliša u najmanjim i najvećim mjerilima.
Uveden je i pojam „atomska učinkovitost”
kako bi se smanjila proizvodnja otpada na razini svake kemijske reakcije.
Istodobno načela zagovaraju cjelovitu analizu industrijskih kemijskih postupaka
za traženje načina zaustavljanja onečišćenja.
Ne smije se stvarati opasni otpad ako su mogući sigurniji procesi.
Neobnovljive izvore energije treba izbjegavati u korist obnovljivih izvora.
Klimatske promjene i negativni učinci zagađivanja okoliša sve izraženiji.
Zelenoj se kemiji danas pridaje pozornost nužna za stvarne promjene
u načinu na koji se kemikalije stvaraju, koriste i zbrinjavaju.
Zelena ili održiva kemija samo je drugačiji način razmišljanja o
dizajnu, razvoju i primjeni kemijskih proizvoda i procesa.
Primjena načela zelene kemije treba omogućiti uspostavljanje
i održavanje ravnoteže između prirodnih izvora, ekonomskog rasta i očuvanja okoliša.
To se može ostvariti pronalaženjem kreativnih i inovativnih načina za smanjenje otpada,
očuvanje energije, proizvodnje alternativnih goriva i otkrivanje zamjenskih tvari za opasne tvari.
Kemija i kemijsko inžinjerstvo mora postati „zelenije”.
Time pomoći u stvaranju proizvoda koji će biti prijateljski za okoliš.
Velik napredak znanosti i tehnologije utjecao je i još uvijek utječe na narušavanju prirodnog okoliša u cjelini, što se očituje u klimatskim promjenama, nastajanju ozonskih rupa, povećanju stakleničkih plinova i nakupljanju nerazgradivih onečišćivača u svim dijelovima atmosfere, vode i zemljišta. Potrebne su značajne promjene u cilju usporavanja klimatskih promjena, sprječavanja onečišćenja i održavanja prirodnih resursa.
Što možete saznati iz pravilno zapisane jednadžbe kemijske reakcije? Možete li napraviti produkt na osnovi poznavanja jednadžbe kemijske reakcije?
Sve reakcije koje se događaju u prirodi mogu se prikazati jednadžbom kemijske reakcije. Atomi prikazani na lijevoj strani kemijske jednadžbe, među reaktantima, nalaze se i u produktima, prikazanima na desnoj strani jednadžbe, samo su drugačije grupirani.
Za dobivanje produkta nije dovoljno poznavati jednadžbu kemijske reakcije. Potrebno je znati je li reakcija egzotermna ili endotermna, koje su koncentracije reaktanata, te pri kojoj temperaturi i tlaku nastaje željeni produkt.
Većinu kemijskih reakcija prate sporedne reakcije koje mogu stvarati različite i neželjene proizvode. Neki od reaktanata ne reagiraju u potpunosti. Promjena uvjeta reakcije može izazvati razlike u proizvodima koji nastaju. Reakcija napisana jednom jednadžbom kemijske reakcije može se odvijati u više međusobno povezanih koraka u kojima nastaju međuproizvodi koji daju konačni produkt.
Jednadžba kemijske reakcije slična je slikama u kuharici koje pokazuju uredno složene sastojke za pripremu jela i sliku gotovog jela. Je li moguće zamisliti korake u pripremi jela i smanjiti nered koji pritom nastaje?
Sada je vjerojatno lakše shvatiti ulogu zelene kemije. Njenih se postulata sve više pridržavaju velike kemijske industrije svjesne brzog trošenja neobnovljivih izvora energije i nedostatka sirovina neophodnih za današnji, vrlo brz razvoj tehnologije i industrije.
Istražite načela zelene kemije
Paul Anastas, američki znanstvenik i jedan od glavnih osnivača zelene kemije, definira je kao „način stvaranja i primjene kemijskih procesa i proizvoda koji smanjuju ili eliminiraju uporabu ili proizvodnju supstancija opasnih za ljudsko zdravlje i okoliš”. Zelena kemija zasnovana je na 12 načela. Sprečavanje otpada u svakom pogledu (1. načelo) ostvaruje se preko primjene alternativnih obnovljivih sirovina i korištenjem selektivnih katalitičkih reagensa. U cjelini, najznačajnije vezano za 12 načela je rješavanje problema opasnih kemikalija i oštećenja okoliša u najmanjim i najvećim mjerilima. Uveden je i pojam „atomska učinkovitost” kako bi se smanjila proizvodnja otpada na razini svake kemijske reakcije. Istodobno načela zagovaraju cjelovitu analizu industrijskih kemijskih postupaka za traženje načina zaustavljanja onečišćenja. Ne smije se stvarati opasni otpad ako su mogući sigurniji procesi. Neobnovljive izvore energije treba izbjegavati u korist obnovljivih izvora.
Budući da su klimatske promjene i negativni učinci zagađivanja okoliša sve izraženiji, zelenoj se kemiji danas pridaje pozornost nužna za stvarne promjene u načinu na koji se kemikalije stvaraju, koriste i zbrinjavaju. Zelena ili održiva kemija samo je drugačiji način razmišljanja o dizajnu, razvoju i primjeni kemijskih proizvoda i procesa. Primjena načela zelene kemije treba omogućiti uspostavljanje i održavanje ravnoteže između prirodnih izvora, ekonomskog rasta i očuvanja okoliša pronalaženjem kreativnih i inovativnih načina za smanjenje otpada, očuvanje energije, proizvodnje alternativnih goriva i otkrivanje zamjenskih tvari za opasne tvari. Kemija i kemijsko inžinjerstvo mora postati „zelenije” i time pomoći u stvaranju proizvoda koji će biti prijateljski za okoliš.