Propiedades de las Soluciones y Química Verde

Transcripción

1 Propiedades de las Soluciones y Química Verde Equipo de Educación en Química Verde Centro Interdisciplinario de Líquidos Iónicos Programa de Educación Continua para el Magisterio

2 Introducción

3 Introducción Progreso v/s Contaminación?

4 Algunos antecedentes de la contaminación Sabía que la industria química más sucia es la farmacéutica? Qué se están desarrollando procesos químicos donde se genera el mínimo de residuos,demodoqueseaútilhastaelúltimoátomoqueseuse? Uno de los problemas más importantes que tiene la humanidad es la cantidad de residuos que genera. Aunque la actividad industrial no es la mayor productora de residuos, de hecho en un país europeo como Gran Bretaña, constituye un 12% del total, este porcentaje significa unos 75 millones de toneladas por año. En Chile cada persona acumula un promedio de 1 kilo de basura al día, generándose casi 17 millones de toneladas de residuos sólidos al año delascuales6,5millonessondomiciliarios ysóloel10%serecicla.este escenarioubica achileen una delastasasmásaltasenmateria dedesecho enlatinoaméricayunadelasmásbajasenreciclaje.

5 Algunos antecedentes de la contaminación Habitualmente se señala como la industria química más sucia a la del petróleo, aunque es cierto que es la que produce una mayor cantidad de residuos en valor absoluto, tan solo genera aproximadamente 100 gramos de residuo por kilogramo de producto.

6 Algunos antecedentes de la contaminación En este sentido la situación empeora en cuanto se reduce la producción,así la más sucia es la que aparentemente parece más limpia, la industria farmacéutica: genera entre 25 y 100 kilos de residuo por kilo de producto útil. Esto se conoce como el factor E, introducido inicialmente por Roger Sheldon de la universidad de Delft, en Holanda, como el cociente entre la masa de residuo y la masa de producto útil. Este factor varía enormemente de una industria a otra, el hecho de que alcance valores elevados, de hasta 100, indica que hay una industria química, de baja producción que genera productos de alto mayor añadido pero una elevada cantidad de residuos.

7 Qué es la contaminación? La contaminación es la introducción de contaminantes a un medio natural que provocan en este un cambio adverso. El medio puede ser un ecosistema, un medio físico o un ser vivo. El contaminante puede ser una sustancia química, energía (como sonido, calor, luz o radiactividad). Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio, y por lo general, se genera como consecuencia de la actividad humana considerándose una forma de impacto ambiental.

8 Tipos de contaminación

9 Tipos de contaminación: Del Agua

10 Tipos de contaminación: Del Suelo

11 Tipos de contaminación: Del Suelo

12 Tipos de contaminación: Del Aire Distintas formas de contaminación del aire

13 Tipos de contaminación: Del Aire Agentes contaminantes del aire

14 Tipos de contaminación: Del Aire Efecto saltamontes de difusión de contaminantes

15 Y Dónde esta la química verde? PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE 1. Prevención 2. Economía atómica 3. Uso de metodologías que generen productos con toxicidad reducida 4. Generar productos eficaces pero no tóxicos 5. Reducir el uso de sustancias auxiliares 6. Disminuir el consumo energético 7. Utilización de materias primas renovables 8. Evitar la derivatización innecesaria 9. Potenciación de la catálisis 10. Generar productos biodegradables 11. Desarrollar metodologías analíticas para la monitorización en tiempo real 12. Minimizar el potencial de accidentes químicos.

16 Y Dónde esta la química verde? PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE 1. Prevención 2. Economía atómica 3. Uso de metodologías que generen productos con toxicidad reducida 4. Generar productos eficaces pero no tóxicos 5. Reducir el uso de sustancias auxiliares 6. Disminuir el consumo energético 7. Utilización de materias primas renovables 8. Evitar la derivatización innecesaria 9. Potenciación de la catálisis 10. Generar productos biodegradables 11. Desarrollar metodologías analíticas para la monitorización en tiempo real 12. Minimizar el potencial de accidentes químicos.

17 Qué relación tiene la contaminación con las concentraciones de las soluciones? Tipos de soluciones Soluto Solvente Solución Ejemplo Composición Gas Gas Gas Aire O 2 principalmente, y otros gasesdisueltosenn 2 Gas Líquido Líquido Bebidasgaseosas CO 2 disueltoenh 2 O Líquido Líquido Líquido Vinagre Líquido Sólido Sólido Amalgama dental para empastes ÁcidoacéticodisueltoenH 2 O Mercurio líquido(hg) disuelto en plata sólida(ag) Sólido Líquido Líquido Agua de mar NaCl (principalmente) disueltoenh 2 O Sólido Sólido Sólido Acero C disuelto en Fe.

18 Qué relación tiene la contaminación con las concentraciones de las soluciones? Tiene sentido hablar de contaminación sin el concepto de Concentración? Unidades físicas - Porcentaje masa/masa(% m/m) - Porcentaje masa/volumen(% m/v) - Porcentaje volumen/volumen(%v/v) - Partes por millón(ppm) Unidades químicas - Molaridad(M) - Molalidad(m) - Fracción molar(χ)

19 Contaminación y concentraciones de las soluciones

20 Contaminación y concentraciones de las soluciones

21 Contaminación y concentraciones de las soluciones

22 Contaminación y concentraciones de las soluciones

23 El Factor E como indicador de contaminación y eficiencia del proceso productivo

24 El Factor E como indicador de contaminación y eficiencia del proceso productivo Factor E, por sector económico a nivel mundial

25 El Factor E como indicador de contaminación y eficiencia del proceso productivo Factor E, por sector farmacéutico por etapas de producción

26 CONTAMINACIÓN Y QUÍMICA VERDE Métricas en la elección de un proceso verde -Potencial de acidificación (AP, Acidification Potential): potencial de un compuesto gaseoso de generar lluvia ácida. -Potencial de agotamiento de ozono (ODP, Ozone Depletion Potential): mide la capacidad de un compuesto halogenado gaseoso o muy volátil de destrucción de lacapadeozono. -Potencial de formación de smog (SFP, Smog Formation Potential): mide la habilidad de un compuesto químico orgánico volátil de contribuir a la formación de smog. - Potencial de calentamiento global (GWP, Global Warning Potential): es una medida de la capacidad de un compuesto químico gaseoso o volátil de contribuir al calentamiento global.

27 CONTAMINACIÓN Y QUÍMICA VERDE Métricas en la elección de un proceso verde -Potencial de toxicidad humana por ingestión (INGTP, human Toxicity by INGestion Potential). -Potencial de Toxicidad humana por inhalación (INHTP, human Toxicity by INHalation Potential). -Persistencia (PER, PERsistance): tiempo de vida de un compuesto en suelo, atmósfera. -Bioacumulación (ACCU, bioaccumulation): medida de la acumulación de sustancias químicas en organismos vivos. - Potencial de agotamiento de recursos abióticos (ADP, Abiotic Depletion Potential): mide el riesgo relativo de agotamiento de cada elemento.

28 Práctico 1 Solubilidad de sales en agua Se observa que la solubilidad, o cantidad de soluto (sales) que es posible disolver en agua, se incrementa a medida que la temperatura aumenta. Por lo tanto, si existe un incremento de la temperatura de los rios, lagos o mares, es posible que estos incrementen la solubilidad de diversos contaminantes afectando al medio ambiente.

29 Práctico 2 Solubilidad de gases en agua. Se observa que la solubilidad, o cantidad de soluto (gases) que es posible disolver en agua, se reduce a medida que la temperatura aumenta. Por lo tanto, si existe un incremento de la temperatura de los ríos, lagos o mares, es posible que estos reduzcan su capacidad de disolver a los gases necesarios para mantener la biodiversidad, tales como el oxígeno.

30 Síntesis Solubilidad de gases y sales. Como se observa, la solubilidad de gases y sales es inversamente proporcional. Esto es muy relevante dado que los efectos negativos, generados tanto por la contaminación por sales o la reducción de gases, pueden ser incrementados si se tiene incremento de la temperatura en los sistemas acuaticos.

31 EN RESUMEN

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