la química esta inmersa en todo, descubre mas de ella a través de la química verde

1. Recopilado y Diseñado por: Odalis Vásquez

2. QUÍMICA
Es la ciencia que estudia la composición,
la estructura, las propiedades, la
interacción con la energía y los cambios
que experimenta la materia durante las
reacciones químicas.

3. IMPACTO DE LA QUÍMICA
Modifica el estilo de vida: provee energía,
medicinas, materiales, alimentos…
Tiene mala imagen.
La industria química tradicional es
contaminante.

4. DESARROLLO SOSTENIBLE
•Una sociedad sostenible es aquella que
satisface sus necesidades sin sacrificar las
posibilidades de las generaciones futuras.
•El desarrollo sostenible debe ser un objetivo
estratégico de la sociedad.
•La química juega un papel fundamental para
tratar de alcanzar ese objetivo.

5. DESARROLLO SOSTENIBLE
ENFOQUE PRÁCTICO HERRAMIENTAS
Química
Catálisis
verde
OBJETIVO Ingeniería Gerencia de
verde desechos
Desarrollo
sostenible
Ecología Intensificación de
Industrial procesos
Energía HERRAMIENTAS
renovable DE CONTROL
Análisis del ciclo
de vida del producto
E-factor,
economía atómica.

6. OBJETIVOS DE LA QUÍMICA VERDE
Diseñar productos químicos y procesos que
generen y usen pocas (o ninguna) sustancias
peligrosas.
Prevenir no remediar (mitigar).
“Minimizar residuos”.

7. PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE
•Prevenir los desechos en lugar de tratarlos.
•Diseñar procesos eficientes “atómicamente”.
•Escoger rutas sintéticas usando compuestos
no tóxicos mientras sea posible.
•Minimizar el uso de reactivos auxiliares y
disolventes.
•Diseñar procesos con requerimientos mínimos
de energía.

8. •Reemplazar reactivos “estequiométricos” por
ciclos catalíticos.
•Diseñar productos biodegradables.
•Desarrollar métodos de análisis y de control de
proceso en tiempo real y “en línea”.
•Diseñar procesos que disminuyan la
probabilidad de accidentes.
•Usar materias primas renovables.
•Evitar la derivatización innecesaria.

9. IMPULSORES DE LA QUÍMICA VERDE
BENEFICIO ECONÓMICO
Menor inversión Menores
de capital costos de operación
Presión social LEGISLACIÓN
Mejorar Menos
la imagen pública materiales peligrosos
Plantas más Grandes sanciones
QUÍMICA VERDE
pequeñas y seguras por los desechos
Control de la Responsabilidad
contaminación legal del fabricante.

10. EL IMPACTO AMBIENTAL
Todos reclaman ser ambientalmente amigables.
¿Cómo comparar?
La ciencia se esfuerza por se objetiva.
La ciencia busca comparaciones numéricas.
Definiciones:
–Conversión: Expresa qué tanto de los
reactivos se transforma productos.
–Selectividad: Qué tanto de lo que se
transformó se convirtió en el producto de
interés.
–Rendimiento: Conversión x Selectividad.

11. FACTOR E Y ECONOMÍA ATÓMICA
Desechos (kg)
E
Producto (kg)
Número de átomos en el producto
EA
Número de átomos en los reactivos

12. Sector industrial Producción Factor E
Ton/año
Petroquímica 106 a 108 < 0,1
Química “bulk” 104 a 106 1a5
Química fina 102 a 104 5 a 50
Especialidades y 10 a 103 20 a100
farmacéutica

14. CATÁLISIS Y QUÍMICA VERDE
Un catalizador es una sustancia que facilita
que una reacción química posible suceda.
Los sistemas se dirigen hacia el equilibrio.
La catálisis tiene que ver con la ruta que un
sistema toma para llegar hacia ese punto de
equilibrio.
Los catalizadores no pueden cambiar la
posición del equilibrio.

16. ¿QUÉ FUNCIÓN CUMPLE UN CATALIZADOR?
Acelera la
reacciones químicas
permitidas
Favorece la
selectividad.

17. LA IDEA DE LA CATÁLISIS
En el periodo comprendido entre 1835 y 1836, J. J.
Berzelius (1779–1848) expuso sus ideas en los
siguientes términos: Existe un “poder para producir
actividad química que pertenece por igual a la
naturaleza orgánica e inorgánica...”, que “yo lo llamaré
poder catalítico de las sustancias” mientras que “la
descomposición producida por este poder” se
denominará “catálisis”.

18. •Un catalizador no influye en el equilibrio de la
reacción y no puede hacer que una
transformación imposible, desde el punto de
vista termodinámico, ocurra.
•Existen varios tipos de catálisis:
•Catálisis homogénea
•Catálisis heterogénea
•Fotocatálisis (heterogénea, absorción de luz).
•Electrocatálisis
•Catálisis enzimática (enzimología, biocatálisis).

19. EXISTENCIA DEL FENÓMENO CATALÍTICO
Temperaturas: 78 a 1500 K
Presiones: 1x10–9 y 1000 bar
Fases: gaseosa o condensada
Rendimientos por sitio: entre 1x10–5 s–1 y 1x109 s–1.

20. En los procesos catalíticos heterogéneos, los
reaccionantes se adsorben sobre determinados
sitios del catalizador, denominados sitios
activos, para dar compuestos intermediarios
adsorbidos que luego se descomponen en
productos.

21. EL CICLO CATALÍTICO
Acción catalítica: secuencia de etapas elementales.
Actividad y selectividad: TOF.
Rendimiento: análisis microcinético.
Etapas del ciclo catalítico: difusión (reaccionantes),
adsorción, reacción, desorción, difusión (productos).

22. CATALIZADORES INDUSTRIALES
Hierro “fundido”: síntesis de amoniaco.
Zeolita USY: ruptura catalítica de hidrocarburos.
Zeolitas y tamices moleculares: catálisis ácida.
Gasa de platino: oxidación amoniaco a ácido nítrico.
Ni/kieselguhr: hidrogenación de aceites.
Metales nobles/Al2O3: hidrogenación olefinas.
Bi–Mo, Fe–Mo, perovskitas: oxidación selectiva.

23. COMPONENTES DE UN CATALIZADOR
Sustancia activa (elemental ó compuesta).
Metales de transición.
Cerámicas oxídicas: óxidos simples, óxidos mixtos.
Cerámicas no oxídicas: carburos, nitruros.
Cerámicas silíceas y no silíceas.
Polímeros y compósitos.
Soporte: cerámicas, polímeros (naturales, sintéticos).
Aditivos: promotores, rellenos, ligantes, matrices.

25. Los catalizadores comerciales son sustancias
robustas y complejas, con propiedades físicas y
químicas que dependen de diversas variables
(“unas desconocidas y otras ocultas”).
Son materiales cuya preparación si bien se guía
por unos principios orientadores, se continúan
haciendo con un alto contenido de empirismo y
en buena medida, a pesar numerosas
herramientas de diseño, por el “método
Edisoniano” del ensayo y error.