QUÍMICA VERDE

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORESZARAGOZA

Laboratorio de química orgánicaTercer semestre grupo 2306

Profesor Carlos Salvador Valadez Sánchez

20 de mayo de 2013

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Persistente introducción de contaminantes orgánicos en el ecosistema

Perdida de especies en flora y fauna

Crecimiento de la población

Contaminación Agotamiento de ecosistemas

La Química verde un esfuerzo colectivo para el diseño de productos y procesos químicos que reducen el uso y la generación de sustancias peligrosas, reduciendo al mínimo o de ser posible eliminar por completo la contaminación desde su inicio.

¿ QUÉ ES LA

QUÍMICA

VERDE?

Uso de procesos “limpios”Evitando desperdicios y manejo de materiales peligrosos-contaminantes.

Mediante:

Los medios que utiliza la Química verde se centran en:

1. La disminución o la eliminación del uso de productos químicos tóxicos.

2. El reciclaje de los desechos producidos por el avance tecnológico.

De tal forma que se consiga un mínimoimpacto a los seres humanos y al medio ambiente, sin sacrificar el avance científico y tecnológico.

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Historia de la Química verde

Poco después de que en los Estados Unidos de Norteamérica se aprobó el Acta de Prevención de la Contaminación en 1990, la Oficina de Prevención de la Contaminación y Tóxicos (OPPT, por sus siglas en inglés) exploró la idea de desarrollar nuevos productos químicos o procesos o mejorar los ya existentes para hacerlos menos peligrosos a la salud humana y al medio ambiente.

En 1991 la OPPT propone un programa modelo de apoyos económicos al que llamó “Pasos Sintéticos Alternos para la Prevención de la Contaminación”. Este programa proporcionó subsidios económicos para proyectos de investigación, los cuales incluían prevención de la contaminación en el diseño y síntesis de productos químicos.

En 1993, el programa se expande para incluir otros temas, como disolventes menos tóxicos y más benignos con el medio ambiente y productos químicos más seguros y se renombra como “Química Verde”.

Desde entonces, el Programa de Química Verde ha permitido establecer convenios de colaboración con la academia, la industria y otras agencias gubernamentales y con organizaciones no gubernamentales para promover el uso de la química para prevenir la contaminación a través del establecimiento de alianzas no regulatorias y completamente voluntarias.

En 1997 se crea el Instituto de Química Verde (Green Chemistry Institute) en Estados Unidos, como alternativa para promover y ayudar a demostrar aspectos más positivos de la química. ANTECEDENTES

En 1998 Anastas y Warner proponen los doce principios de la química verde.

7. Uso de materiales renovables

8. Reducción de derivados

9. Catalizadores

10.Diseño de degradación de productos

11.Metodologías en tiempo real para prevenir la contaminación

12.Química segura para prevenir accidentes

1. Prevención

2. Economía de átomos

3. Síntesis químicas menos peligrosas

4. Diseño de productos químicos seguros

5. Uso de solventes

6. Reducción del consumo energético

Los doce principios de la Química Verde …

1.- Prevención

Es preferible evitar la producción de un residuo que tratar de limpiarlo una vez quese haya formado.

• De hecho, hay que pagar dos veces por Los residuos : por su compra como materia prima y para su destrucción.

2.- Economía de átomos

Los métodos de síntesis deberán diseñarse de tal manera que incorporen al máximo, en el producto final, todos los materiales usados durante el proceso.

La síntesis del ibuprofeno anterior a 1990 tenía una economía atómica del 40%. En la actual, es del 77%, con un 30% de ahorro energético.

3.- Síntesis menos peligrosa

Siempre que sea posible, los métodos de síntesis deberán diseñarse para utilizar y generar sustancias que tengan poca o ninguna toxicidad, tanto para el hombre como para el medio ambiente.

4.- Diseño seguro

Los productos químicos deberán ser diseñados de manera que mantengan su eficacia a la vez que reduzcan su toxicidad.

Eliminación de plomo (gasolina, soldaduras, empastes) y mercurio.

Sustitución del percloroetileno por CO2 supercrítico en la limpieza en seco

5.-Reduccion de sustancias auxiliares

Se evitará el uso de disolventes, reactivos de separación, etc. y en el caso de que se utilicen, que sean lo más inocuo posible

Disolventes tradicionales

Tóxicos: hexanoCarcinógenos: disolventes clorados, bencenoDestructores de la capa de ozono: disolventes clorados

Disolventes preferibles

Disolventes ideales

Menos tóxicos: heptano, toluenoOxigenados: metanol, acetonaRenovables: lactato de etilo

Agua

CO2 supercrítico

6.- Reducción del consumo energético

Los requerimientos energéticos serán catalogados por su impacto medioambiental y económico, reduciéndose todo lo posible. Se intentará llevar a cabo los métodos de síntesis a temperatura y presión ambientes.

Es necesario diseñar procesos de calentamiento,

enfriamiento y separación de manera que se

reduzca el consumo de energía

La materia prima ha de ser preferiblemente renovable en vez de agotable, siempre que sea técnica y económicamente viable. Procedentes de la agricultura y otros sectores.Hidratos de carbono, aceites, fibras, etc.Productos biodegradablesProductos menos tóxicos

7.- Uso de materias primas renovables

8.- Reducción de derivados

Se diseñarán los procesos químicos cuestionando la necesidad de:

Grupos protectores o bloqueantesDerivados para facilitar el procesado (Destilacion, precipitacion, etc.)

9.- Uso de catalizadores

Se emplearán catalizadores (lo más selectivos posible) en vez de utilizar reactivos en cantidades estequiométricas.

Generación de pocos residuos.Aumento de la selectividad.Funcionan a bajas temperaturasPermiten la recuperación

10.- Degradación limpia

Los productos químicos se diseñarán de tal manera que al finalizar su función no persistan en el medio , , sino que se transformen en productos de degradación inocuos.

Hay que evitar los productos químicos persistentes en el medioambiente (plásticos, pesticidas organoclorados, etc.)

11.- Análisis continuo de contaminación

Las metodologías analíticas serán desarrolladas posteriormente para permitir un monitoreo y control en tiempo real del proceso, previo a la formación de sustancias peligrosas.

Para actuar a tiempo, es necesario tener información instantánea de los procesos:Progreso de las reaccionesFormación de productos tóxicos

12.- Minimización del riesgo de accidentes químicos

Se elegirán las sustancias empleadas en los procesos químicos de forma que se minimice el potencial de accidentes químicos, incluidas las emanaciones, explosiones e incendios.

Existe una sencilla ruta de síntesis del carbarilo que no requiere metil isocianato. ¡La catástrofe de Bhopal podría haberse evitado fácilmente!

Se propone reducir la

contaminación eliminando la

generación de la misma

Considera los posibles riesgos a la salud o el ambiente que presenta una sustancia química

Elige aquellas sustancias que

reduzcan al mínimo este

peligro

Función de la química verde

La industria química genera: AntibióticosGasolinaPlásticosFertilizantes que perjudican el ambiente y la salud humana

SITUACIÓN DE LA INDUSTRIA QUÍMICA

MEXICANA

1999

Generación de 3,328,045 toneladas anuales de residuos peligrosos

Existencia de 100,000 empresas generadoras

2001-2002

Disminución de cantidad de productos (problemas económicos mundiales)

Los procesos utilizados aún tienen posibilidades de adecuarse para un mejor aprovechamiento de recursos utilizados

Obtener mayores beneficios con el menor consumo y generación de residuos

Actualmente en México

El desarrollo de la química verde

Reducidos apoyos

Universidades

Centros independientes de investigación

Actividades de prevención de la contaminación

Cumplimiento de la normatividad

Verdadera conciencia de la problemática a enfrentar

Acciones para promover la química verde

Estados Unidos

Oficina de Prevención de la Contaminación y Sustancias Tóxicas de la EPA (OPPT)

Desarrollar productos y procesos químicos nuevos o mejorar los existentes

Disminuir su peligrosidad

1991

Otorgó subsidios para proyectos de investigación

Prevención de la contaminación en síntesis de sustancias químicas

Programa de Química Verde de la EPA

Instituciones AcadémicasIndustriaOrganismos Gubernamentales

Promover la prevención de la contaminación a través de la química verde

INVESTIGACIÓN EN QUÍMICA VERDE

Programa de Química Verde

Apoya la investigación básica en química verde

Métodos y herramientas para el desarrollo de productos y procesos químicos benignos para el ambiente

1992Financiar proyectos de investigación básica

Impacto del diseño de síntesis química en la salud humana y el ambiente

1992 y 1994

OpptOficina de investigación y desarrollo de la epa

Memorándum de Acuerdo con la Fundación Nacional de la Ciencia

Financiamiento de la investigación en química verde

Otorgamiento de millones de dólares para la investigación básica en Química Verde

IndustriasUniversidadesGobierno

Ejemplos de química verde en la Industria Química

Lavado en seco de prendas de vestir

Se utiliza:

Tetracloetileno

Se remplaza por:

Recubrimiento de las carrocerías de automóvil para prevenir la corrosión

Carrocería del vehículo

Capa de iones metálicos

Capa base para la pintura

P L O M O HIDRÓXIDO DE LITIO

La empresa Davy Processes Technology desarrolló una nueva ruta “verde” para la producción de acetato de etilo. Se encuentra en construcción en China una planta con una capacidad de 100 000 toneladas/año, la cual es la segunda planta construida para producir acetato de etilo mediante esta tecnología.

Producción de acetato

de etilo

A partir de Etanol

Reemplazamateriales

metil etil cetona

metil isobutil cetona

Ácido acético

Planta en China

Proceso verde

Dióxido de carbono es convertido mediante

fotosíntesis en almidón. cosechado, fermentado a

etanol y por último convertido a acetato de

etilo

Un importante motivo de preocupación en los procesos químicos es el uso de compuestosorgánicos volátiles como disolventes en las reacciones.

DISOLVENTES Y REACTIVOS

La formación de ácido tereftálico utiliza como disolvente ácido acético (CH3COOH)

Se utiliza para fabricar plástico de politereftalato de etileno (PET) y fibra poliéster.

Características apropiadas de los disolventes a utilizar

Baja toxicidad

Fáciles de reciclar

Inertes

No contaminen los productos

Alternativas 2-metiltetrahidrofurano(MeTHF)

Ciclopentilmetileter(CPME)

N,N-dimetilpropileno-urea(DMPU)

1,3-Dioxolano

Disolventes iónicos

2-metiltetrahidrofurano(MeTHF)

VENTAJAS APLICACIONES

T.eb Moderada (80°C) Reacciones organometalicas

Parcialmente miscible en agua(14g/100ml)

Reacciones de Grignard, Reformatsky

Estable en media ácido y básico Acoplamiento de Heck, Stille, Suzuki

Disolvente polar aprótico

Mejora los rendimientos

De fácil secado

Disminución de los riesgos en el laboratorio

Ciclopentilmetileter(CPME)

VENTAJAS APLICACIONES

T.eb Moderada (106°C) Acoplamiento de Suzuki

Miscibilidad limitada (1.1g/100ml) Reacciones de Grignard,

Estado liquido de -140a 106°C Aminación de Buchwald

Disolvente polar aprótico Reducciones metálicas

Mejora los rendimientos Reacciones de Friedel-Craft

Difícilmente forma peróxidos Extracciones

Relativamente estable en medio acido y básico

Cristalizaciones

N,N-dimetilpropileno-urea(DMPU)

VENTAJAS APLICACIONES

Acelera las reacciones SN1 Síntesis de feromonas

Sustituto de la triamida hexametil fosfórica (HMPT)

Reacciones SN1

Aprótico y polar Alquilación de los litio 1-alquinilicos

Sustituto de la N-metilpirrolidona(NMP)

Sectores farmacéuticos y agroquímicos

1,3-Dioxolano

VENTAJAS APLICACIONES

No cancerígeno Agente copolimerizante

No toxico Disolvente en resinas, pesticidas y pegamentos

No se inflama, ni es explosivo Sustituto del tolueno y el xileno en pinturas

No tiene olor Componente de las baterías de litio

Escasa formación de peróxidos Industria farmacéutica como disolvente

Destilación simple

Destilar es el proceso de calentar un líquido hasta su punto de ebullición, condensar los vapores formados y recolectarlos como líquido destilado.

La destilación tiene como finalidad purificar sustancias y está basada en la diferencia en los puntos de ebullición de los componentes de una mezcla líquida.

Para efectuar una destilación simple, se requiere de una cabeza de destilación, un adaptador para termómetro con neopreno, un condensador y una cola de destilación, y se montan como se muestra en la figura siguiente:

Condensador enfriado con hielo

El condensador enfriado con hielo es un versátil dispositivo hecho a base de tubos de vidrio y puede ser utilizado para destilación o para reflujo.

Originalmente fue diseñado para su uso en el laboratorio a nivel universitario, donde el enfriamiento de agua es poco práctico.

Por tener juntas de vidrio esmerilado es compatible con la mayoría de kits a pequeña escala.

DiseñoSe puede usar para

reflujo o destilaciónEl soporte se

necesita para evitar la ruptura del tubo interno cuando se agrega el hielo.

Una sección de tubo de goma se adjunta a la salida de agua.

Pieza interna

1. La junta externa (hembra) (corte a presión a una longitud de 35 mm) se sella a la tubería de pared estándar de 12 mm. El conjunto se corta entonces a una longitud de 155 mm y al final se le da un acabado abocinado.

2. El soporte, hecho de varilla de vidrio sólido de 5 mm, se une justo debajo de la junta externa (hembra) y luego se corta a una longitud de 25 mm

Construcción

Pieza externa

1. Un segmento del tubo de vidrio estándar de 51 mm se sella con un fondo redondo

2. La junta interna (macho) se corta en un ángulo de 45° y luego se pule al fuego.

Ensamblaje1. La pieza interior es colocada dentro de la pieza

exterior y se sella en el fondo 2. La junta macho es sellada al fondo y se hace un

hoyo para conectar la junta a la pieza interna.3. Cuando el aparato está aún caliente, se hace un

hoyo en la parte exterior (para el tubo de salida). El tubo de pared mediana es sellado al tubo exterior en un ángulo de 65°, y se corta a una longitud de 1 pulgada y la parte final se pule con fuego.

4. la abrazadera se sella con el tubo exterior.5. El aparato es cocido primero a la flama y

después en un horno a 560°C

Aplicaciones

El condensador enfriado con hielo puede ser usado en experimentos que involucren reflujo como la síntesis del salicilato de etilo de las aspirinas

La simplicidad del montaje es ideal para el laboratorio universitario ya que pueden no estar bien equipados para el enfriamiento con agua como la mayoría de los laboratorios de Química Orgánica.

Se ha propuesto, para evitar el uso de recirculadores, utilizar condensadores enfriados con hielo, una aplicación práctica es la siguiente:

Separación de la acetona del quitaesmalte

Se eligió retirar la acetona del quitaesmalte porque es fácilmente removida del quitaesmalte utilizando un baño maría como forma de calentamiento.

1. Colocar un volumen de 25 ml del quitaesmalte en un matraz balón de 50 ml.

2. Conectar el matraz balón a la cabeza de destilacion, lubricando correctamente las juntas esmeriladas.

3. Conectar la cabeza de destilacion al adaptador para termómetro y al condensador enfriado por hielo.

4. Unir el condensador al matraz recibidor y destilar durante 30 a 40 minutos

Experimento del condensador aplicado a la destilación simple

El condensador y la química verde

El desarrollo de este dispositivo es importante, ya que permite un ahorro considerable de agua y energía eléctrica, ya que para enfriar sistemas en reflujo o en destilación se utilizan recirculadores y condensadores que enfrían a base de agua con hielo, y muchas veces, en la práctica, esta agua se desecha sin ser utilizada para otras cosas.

Después de destilar durante 30 minutos, se obtendrán alrededor de 18 ml de liquido claro con un punto de ebullición entre 55 y 57°C, dejando atrás como residuos agua y sustancias aceitosas en el matraz de destilación. La cantidad inicial de hielo usada para el condensador no requiere ser repuesta durante el proceso de destilación.

Destilación fraccionada

El más común de los procedimientos de destilación es el de destilación fraccionada. En general, si los puntos de ebullición de dos líquidos difieren en menos de unos 70°C, resultará insuficiente un aparato de destilación simple para separarlos, el empleo de una columna de destilación facilitará la separación.

La columna de fraccionamiento

Lo que caracteriza a la destilación fraccionada y la hace diferente a las otras destilaciones es la columna de fraccionamiento. Es un tubo alargado de vidrio que permite alargar el camino entre el matraz de destilación y el refrigerante que conduce al colector. A través de la prolongación que ofrece la columna ocurre el proceso de vaporización y condensación.

Aplicaciones de la destilación fraccionada

En la actualidad, existe un enorme deterioro del medio ambiente que ha generado la necesidadde buscar alternativas que conduzcan a la sostenibilidad ambiental. Una de estas herramientas contempla el diseño de productos y procesos que reduzcan la generación de sustancias peligrosas y maximicen la eficiencia en la utilización y reutilización de recursos materiales y energéticos.

La combinación de la práctica de la destilación con el mensaje de que la generación de residuos debe minimizarse transmite conceptos verdes desde el comienzo de la experiencia del estudiante en el laboratorio.

Experimento de destilación fraccionada

La acetona o propanona es un compuesto químico de fórmula química CH3(CO)CH3 del grupo de las cetonas que se encuentra naturalmente en el medio ambiente. A temperatura ambiente se presenta como un líquido incoloro de olor característico. Se evapora fácilmente, es inflamable y es soluble en agua. La acetona sintetizada se usa en la fabricación de plásticos, fibras, medicamentos y otros productos químicos, así como disolvente de otras sustancias químicas.

Destilación de acetona recuperada

En este experimento, los residuos de acetona obtenida de la limpieza de material de vidrio y de su utilización como disolvente se purifican por destilación fraccionada. La pureza del destilado resultante se determina por el índice de refracción y el cálculo de la densidad. La acetona destilada es de suficiente pureza (88%) que los estudiantes pueden volver a utilizar para lavar cristalería y recoger desechos.

Mediante la purificación de la acetona recuperada de los diversos procesos que se llevan a cabo en el laboratorio y la determinación de su pureza se expone a los estudiantes al valor de los materiales de reciclaje para su reutilización. Además de maximizar la eficacia de los disolventes aplicando conocimientos obtenidos en el curso laboratorio de orgánica y siendo amigables con el medio ambiente.

La destilación fraccionada y la química verde

Destilación por arrastre con

vapor

La destilación por arrastre de vapor a pesar de que se fundamenta en la diferencia de los puntos de ebullición de los componentes de una sustancia como todas los demás tipos de destilaciones este proceso se caracteriza por destilar componentes que son inmiscibles entre si. Donde por lo regular uno de los componentes es agua y el otro es un compuesto que tiene mayor punto de ebullición que el agua ya que si se presenta el caso contrario la destilación no se llevara acabo de forma eficiente. Lo anterior se logra por la inyección de vapor de agua en la mezcla, aunque su función principal no es arrastrar el componente volátil si no condensarse en el matraz para formar otra fase inmiscible la cual sedera su calor latente a la mezcla para lograr la destilación.

Experimento de destilación por arrastre con vapor

Preparación de tóner facial (loción)

La loción se preparará con compuestos aromáticos destilados de plantas a base de hierbas naturales.

INGREDIENTES CANTIDADES

Destilado 30 mL

Tween 80 0.5 g

p-metil parabeno

0.1 g

Etanol 2.5 mL

Propilenglicol 1.0 mL

Glicerina 1.0 mL

Extracto de pepino

1.5 mL

Extracto de plantas

1.5 mL

Ingredientes para preparar 50 mL de

tóner facial

PROCEDIMIENTO1. Cortar en trozos muy

pequeños y finamente molidos con un mortero las hojas herbáceas.

2. La pasta resultante se transfiere a un matraz bola de 100 mL previamente lleno con 60 mL de agua aproximadamente.

3. El matraz se conecta al sistema de destilación y comienza el proceso (el proceso termina cuando se hayan obtenido 30 mL de destilado).

4. Preparar uno solución con todos los ingredientes solubles en agua.

5. Preparar una solución con los surfactantes y los ingredientes hidrofóbicos.

6. Agregar la solución acuosa a la solución de los surfactantes.

7. Se disolverá 0.1 g de p-metil parabeno en los 2.5 mL de etanol.

8. Una vez que se agregaron todos los ingredientes a la mezcla el volumen será aprox. de 50 mL .

9. Se suspenden una o dos gotas de aceite esencial en el surfactante Tween 80

10. Esta ultima mezcla será agregada lentamente a la otra mezcla acuosa con agitación continua

11. Si la solución se hizo opaca, agregar un poco mas de Tween 80 para que se clarifique la solución

La destilación por arrastre y la química verde

Aquí se abarcan diversos principios de la química verde en los cuales se encuentran:

La prevención y economía atómica debido a que se evita la formación de residuos o subproductos además de que el rendimiento del producto es de casi el 100%. Uso de metodologías que generan productos de baja toxicidad debido a que es un producto que se aplicara al cuerpo humano sin riesgo de intoxicarse. Genera productos eficaces ya que es de aplicación cotidiana. Reduce el uso de sustancias químicas. Minimiza el potencial de generación de accidentes, ya que como no se usan reactivos poco tóxicos.

Destilación por

a presión

reducida

Ya que muchas sustancias orgánicas tienen puntos de ebullición superiores a 200°C o se descomponen a temperaturas próximas a sus puntos de ebullición, incluso antes. Cuando se desea purificar o separa compuestos con las características anteriores es necesario utilizar la destilación a presión reducida, tomando en cuenta que el punto de ebullición de una sustancia depende de la presión que lo rodea, por lo tanto, se le puede disminuir, reduciendo la presión a la cuál efectúa la destilación.

Experimento de destilación a presión reducida

Síntesis de ácido acetilsalicílico

Procedimiento 1. Colocar 0.25g de ácido salicílico y 0.3g de anhídrido

acético en un matraz erlenmeyer de 125mL. 2. Colocar en el microondas el erlenmeyer durante 15

minutos a una potencia de 80%

3. Tomar una muestra para ccf y eluir en un sistema n-hexano/AcOEt 7:3 (v/v), colocando como testigo una muestra de disolución de la tableta de aspirina en EtOH para comprobar que la reacción se ha efectuado.

Testigo

4. Revelar la placa con luz UV

5. Recristalizar el producto con tolueno.7. Secar el producto eliminando el disolvente a presión reducida.8. Determinar rendimiento y punto de fusión.

El experimento presenta una buena oportunidad para subrayar la importancia de la química verde pues el empleo de la metodología propuesta, reducirá el riesgo de accidentes y la cantidad de desechos producidos al realizar una esterificación.

Destilación a presión reducida y la química verde

Por otra parte este experimento permite a los estudiantes evaluar críticamente las ventajas del uso de una fuente alternativa de energía (microondas), tales como tiempos de reacción más cortos y la reducción de los productos secundarios dando como resultado un mayor rendimiento.

Los hornos de microondas ofrecen una alternativa limpia y, a veces más barata, en especial en reacciones que no utilizan catalizadores.

Extracción

La extracción es la técnica empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. Puede definirse como la separación de un componente de una mezcla por medio de un disolvente.En la práctica es muy utilizada para separar compuestos orgánicos de las soluciones o suspensiones acuosas en las que se encuentran. El procedimiento consiste en agitarlas con un disolvente orgánico inmiscible con el agua y dejar separar ambas capas. Los distintos solutos presentes se distribuyen entre las fases acuosas y orgánica, de acuerdo con sus solubilidades relativas.De este modo, las sales inorgánicas, prácticamente insolubles en los disolventes orgánicos más comunes, permanecerán en la fase acuosa, mientras que los compuestos orgánicos que no forman puentes de hidrógeno, insolubles en agua, se encontrarán en la orgánica

La extracción de aceites esenciales

Los aceites esenciales son compuestos orgánicos que son extraídos de fuentes naturales y son empleados en la obtención de numerosos productos de interés como por ejemplo fragancias, fármacos, cosméticos, insecticidas. El D-limoneno es el componente mayoritario del aceite esencial de naranja, el cual se encuentra en la porción coloreada de la cáscara de naranjas y de otros cítricos.

Tradicionalmente, los aceites esenciales han sido extraídos a través de destilación por arrastre con vapor de agua o por extracción con solventes orgánicos. Durante las dos últimas décadas, se han realizados enormes esfuerzos para la utilización de CO2 líquido o supercrítico en lugar de solventes orgánicos. El CO2 es útil como un solvente alternativo verde porque presenta amplias ventajas ya que, no es inflamable, relativamente no tóxico, fácilmente disponible y ambientalmente benigno.

La extracción, química verde: CO2

A pesar de ser considerado como un gas de efecto invernadero, cuando es utilizado como un solvente es capturado de la atmósfera, no generado, no resultando en un daño para el medio ambiente. Sus propiedades, baja toxicidad y fácil remoción del medio de reacción han hecho posible el desarrollo de tecnologías basadas en la utilización de CO2 para la extracción de varios productos alimenticios, incluyendo aceites esenciales y para el descafeinado de café y té.

El CO2 solido que al ser sometido a altas presiones incrementa su poder como disolvente lo que le proporciona mayor poder penetrante al material, pode considerarse como un disolvente ideal por las ventas que posee

Aplicaciones industriales

Se están utilizando a escala industrial principalmente en los sectores agroalimentario, químico, farmacéutico, y cosmético. Entre otras aplicaciones se dirigen a la obtención de extractos herbales a partir de plantas aromáticas, de extractos de especias para colorantes alimentarios, aceites esenciales, etc; el fraccionamiento de bebidas para desalcoholización, la mejora de propiedades de alimentos.

Experimento de extracción

Extracción del D-Limoneno

1. Rallar solamente la parte coloreada de una naranja y pesar aproximadamente 2,5 g

2.  Utilizando alambre de cobre y el círculo de papel de filtro armar la trampa para sólidos. Colocarla dentro del tubo  de centrífuga. Agregar 2,5 g aproximadamente de cáscara de naranja rallada sin empaquetarla demasiado

3. Llenar el tubo de plástico hasta 2/3 de su capacidad con agua caliente (40-50 ºC)

4. Llenar el resto del tubo de centrífuga con hielo seco molido. Tapar el tubo con la tapa a rosca hasta el final

 Preparación del tubo de extracción

5.  Inmediatamente, colocar el tubo de centrífuga en el cilindro conteniendo el agua caliente

6. Después de 15 segundos, el CO2 líquido debería aparecer. Si no aparece después de 1 minuto, significa que el tubo no está suficientemente cerrado. Sacarlo del cilindro de plástico, ajustar la tapa y colocarlo nuevamente en el agua.

7. Mientras el líquido hierve, pasa a través de la cáscara hacia el fondo del tubo.

8. Una vez que el líquido se ha evaporado y el gas terminó de escapar, quitar el tubo del cilindro plástico y destapar lentamente. El producto, un aceite amarillo pálido, debería aparecer en el fondo del tubo cuando la extracción está completa.

La extracción y la química verde

Prevención: Es mejor prevenir la formación de desechos antes que generarlos y luego tratarlos para su eliminación.Síntesis química menos peligrosa: Las metodologías sintéticas deberían ser diseñadas para usar y generar sustancias que no sean tóxicas para la salud humana ni para el medioambiente.Empleo de solventes seguros: Deberían emplearse solventes inocuos.Uso de materias primas renovables

Conclusiones

La química verde es un práctica que se ha desarrollado a partir de las últimas dos décadas y ha tenido una gran repercusión e impacto entre distintos países que se han preocupado por los daños a los ecosistemas y los problemas ambientales que se han ocasionado a lo largo de la historia a causa de las grandes industrias y fábricas en el mundo. El objetivo principal que se persigue es encontrar maneras más viables de producir lo que a lo largo de los años se ha hecho indispensable para la humanidad pero sin dañar el medio ambiente reduciendo en lo mayor posible la contaminación generada por las grandes industrias y la energía empleada por las mismas.

En conjunto con esto se vio que uno de los principales problemas de contaminación, y principales problemas de daños al medio ambiente, es la enorme cantidad de desechos generados como consecuencia de los subproductos formados en las reacciones para la formación de distintos materiales en fábricas.

En el laboratorio de química orgánica este es un factor importante a considerar, ya que los desechos , gases, subproductos y solventes liberados al ambiente no son solo a causa de la industria .

En los distintos procesos que se llevan a acabo en los laboratorios , como lo son las destilaciones de solventes químicos y la utilización de estos para diversos procesos como la extracción, cromatografía, el lavado de material de laboratorio, cristalización, síntesis, etc. Se desechan una gran cantidad de sustancias dañinas al medio ambiente, como lo son los productos de las diversas reacciones llevadas a cabo, así como el desecho de los mismos solventes utilizados.

La química verde es un recurso que se debe emplear para la disminución de estos problemas causados por los procesos llevados a cabo en el laboratorio. Aquí se pudieron apreciar diversas técnicas y métodos que se pueden emplear como alternativa para un mejor eficiencia en las técnicas de laboratorio con un enfoque más ecológico.

FIN

B I B L I O G R A F Í A

Brown L. Theodore, LeMay, Jr H. Eugene, Bursten Bruce E. , Química La Ciencia Central, Ed. Pearson, México, 2004, pp 723-727 http://depa.fquim.unam.mx/sie/Documentos/Quimica_verde_y_mi croescla.pdf http://www.fcn.unp.edu.ar/sitio/quimicageneral/wpcontent/ uploads/2009/06/12-principios.pdfhttp://www.izt.uam.mx/cosmosecm/QUIMICA_VERDE.htmlhttp://www.cneq.unam.mx/cursos_diplomados/cursos/anteriores/medio_superior/dgapa_tere/material/03_quim_sutenta/QU%C3%8DMICA%20SUSTENTABLE%202008-2009.pdfJournal of Chemical Education , Vol. 80 No. 3, March 2003Journal of Chemical Education, Vol. 88 No.12, 2011, pp 1724–1726Journal of Chemical Education, Vol. 83 No. 3-4 March 2006Journal of Chemical Education, Vol. 85 No. 2 February 2008Journal of Chemical Education, Vol. 88. No 4 April 2011, pp 470-472Journal of Chemical Education, Vol. 3, No.3 March 2003, pp 299-300 Journal of Chemical Education, Vol. 85 No. 2 February 2008