Loading AI tools
מוויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
כימיה ירוקה (באנגלית: Green chemistry) היא תחום במדע הכימיה העוסק בתכנון ופיתוח של כימיקלים, ותהליכי ייצור יעילים אנרגטית, המאפשרים קבלת תוצרים בניצולת גבוהה עם מינימום של חומרי פסולת, תוך העדפה לשימוש בחומרי גלם בטוחים וידידותיים לסביבה, ובמקורות אנרגיה מתחדשים.
הכימיה הירוקה מבוססת על גישות פילוסופיות מתחום הקיימות.
הכימיה הירוקה קשורה במישרין ובעקיפין כמעט לכל תחומי הכימיה המודרנית, ובעיקר לתחומי ההנדסה הכימית והכימיה האורגנית סינתטית.
כמעט כל תהליך כימי שמבוצע על ידי האדם, אם בתעשייה ואם במעבדה, כרוך ביצירה של תוצרי לוואי. לעיתים, תוצאי הלוואי הללו, מוגדרים כפסולת, כיוון שהם אינם בעלי ערך מסחרי, ועל כן, עולה הצורך להיפטר מהם. כשמדובר בחומרי פסולת מסוכנים ומזהמים, הבעיה קשה יותר, שכן לא ניתן להיפטר מהן בדרכים מסורתיות של הטמנה או הזרמה למערכת הביוב, ויש צורך להעבירם לאתרי טיפול ייעודיים בפסולת כימית, לנטרול, דבר שמעמיס על עלויות הייצור.
בנוסף, גם אם לא מדובר בחומרים מסוכנים, לעיתים קרובות, התוצר המתקבל מעורב בעשרות חומרי לוואי, דבר המחייב ביצוע של תהליכי הפרדה ארוכים ורב שלביים לבידוד התוצר, דבר המעמיס על עלויות האנרגיה והזמן של התהליך.
ברור, אם כן, מדוע פיתוח של תהליכים כימיים יעילים ו"ירוקים" לייצור של כימיקלים הוא כה חשוב. החשיבות אינה קשורה רק ליכולת לא לזהם, אלא גם לכלכליות של התהליך כולו.
בשנת 1998, שני כימאים אמריקאים, פול אנסטס (Paul Anastas) וג'ון סי. וורנר (John C. Warner) פיתחו את שנים-עשר העקרונות של הכימיה הירוקה:[1]
שימוש בממסים סופר-קריטיים בטוחים כגון: פחמן דו-חמצני, תכנון וביצוע תגובות כימיות בתמיסות מימיות, שימוש במחמצנים בטוחים כמו נתרן תת-כלורי ומי חמצן (על פני מחמצנים המבוססים על תחמוצות רעילות או חומצות חזקות), שימוש בזרזים ממקורות כימיים או ביולוגים כגון אנזימים, ובתהליכי ייצור ביוטכנולוגים.
שימוש בקרינת השמש כמקור חום וכמקור אנרגיה לביצוע תגובות כימיות (פוטוכימיה ופוטוקטליזה).
ניתן לקבוע מהי מידת ה"כימיה הירוקה" של תגובה כימית נתונה באמצעות כמה מדדים כמותיים שפותחו במיוחד לצורך כך, כשהחשובים שבהן הן: מדד E ומדד AE.
מוגדר כיחס בין כמות הפסולת שנוצרה בתגובה לכמות התוצר (E factor = total waste / product).
ככל שמדד E גבוה יותר, כך התגובה פחות "ירוקה" ולהפך.
מדד ליעילות הניצול של אטומים בתגובה. מחושב כיחס בין כמות התוצר המבוקש לכמות כלל המגיבים (AE factor = [molecular mass of desired product / molecular mass of all reactants] X 100%)
ככל שמדד AE גבוה יותר, כך התגובה יותר "ירוקה" ולהפך.
לדוגמה, נשווה בין שתי תגובות שבהן נוצר גז מימן, תגובה של נתרן במים ותגובה של רובידיום במים.
עבור נתרן -
E = [ (22.9 x 2 + 18 x 2) - 2 ] / 2 = 39.9
%AE = 2 / [39.9 x 2 + 2 x 2] x 100% = 2.38
עבור רובידיום -
E = [ (85.46 x 2 + 18 x 2) - 2 ] / 2 = 102.46
%AE = 2 / [102.46 x 2 + 2 x 2] x 100% = 0.95
מהשוואה של ערכי ה-E וה-AE של שתי התגובות, עולה, כי תגובה של נתרן במים לקבלת מימן, הנה "ירוקה" יותר מהתגובה המקבילה עם רובידיום (E נתרן < E רובידיום, AE נתרן > AE רובידיום).
בתחום הכימיה הירוקה קיימים עשרות כתבי עת מדעיים מקצועיים, ובהם:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.