[Selayang Pandang] Cerita Kimia: Aspek Kimia Hijau

[Selayang Pandang] Cerita Kimia: Aspek Kimia Hijau

Cerita Kimia: Aspek Kimia Hijau

Halo sobat SolusiRiset, apa yang ada dalam benak kalian ketika mendengar istilah kimia hijau? Apakah semua yang berwarna hijau itu selalu berkaitan dengan kimia? Eits, biar tidak penasaran, yuk kita simak bersama apa itu kimia hijau bersama SolusiRisetMin.

Kimia hijau adalah konsep yang muncul dengan frekuensi yang meningkat; kami telah membahasnya di sini sebelumnya dengan mengacu pada elemen 'terancam punah' Tabel Periodik, dan tingkat daur ulang elemen logam yang digunakan di ponsel. Tapi apa yang dimaksud dengan 'kimia hijau', dan apa yang diperlukan agar kimia dianggap 'hijau'? Itulah yang ingin dilihat oleh posting ini, sebuah kolaborasi dengan Inisiatif Kimia Hijau Universitas Toronto.

Akar dari skeptisisme publik terhadap bahan kimia dan kimia dapat ditelusuri asal-usulnya hingga pertengahan abad ke-20. American Chemical Society mengutip contoh-contoh seperti polusi dan emisi yang menyebabkan dampak lingkungan, termasuk hujan asam dan lubang di ozon bumi. Pemeriksaan Rachel Carson tentang potensi efek buruk bahan kimia dan pestisida pertanian dalam bukunya, 'Silent Spring', juga mendorong lebih banyak pengawasan terhadap industri kimia, seperti halnya skandal kimia yang meluas seperti yang melibatkan thalidomide, dan penggunaan timbal tetraetil dalam bensin.

Kimia hijau, kemudian, adalah upaya berkelanjutan untuk mengatasi masalah yang kadang-kadang dapat disebabkan oleh bahan kimia dan proses kimia. Sebagai sebuah konsep, itu muncul pada 1990-an, dan untuk lebih memfokuskan upaya ahli kimia ke arah itu, 12 prinsip yang dirinci di sini diterbitkan. Mereka dibuat oleh Paul Anastas dan John Warner, dan pada dasarnya adalah daftar periksa cara untuk mengurangi dampak lingkungan dan potensi efek kesehatan negatif dari bahan kimia dan sintesis kimia.

1. Pencegahan Limbah

Prinsip ini hanya menyatakan bahwa proses kimia harus dioptimalkan untuk menghasilkan jumlah limbah seminimal mungkin. Metrik, yang dikenal sebagai faktor lingkungan (atau disingkat faktor E), dikembangkan untuk mengukur jumlah limbah yang dihasilkan oleh suatu proses, dan dihitung dengan hanya membagi massa limbah yang dihasilkan oleh proses produksi dengan massa produk yang diperoleh, dengan faktor E yang lebih rendah menjadi lebih baik. Proses produksi obat secara historis memiliki faktor E yang terkenal tinggi, tetapi penerapan beberapa prinsip kimia hijau lainnya dapat membantu mengurangi hal ini. Metode lain untuk menilai jumlah limbah, seperti membandingkan massa bahan mentah dengan produk, juga digunakan.

2. Atom Ekonomi

Ekonomi atom adalah ukuran jumlah atom dari bahan awal yang ada dalam produk yang berguna pada akhir proses kimia. Produk sampingan dari reaksi yang tidak berguna dapat menyebabkan ekonomi atom lebih rendah, dan lebih banyak limbah. Dalam banyak hal, ekonomi atom adalah ukuran efisiensi reaksi yang lebih baik daripada hasil reaksi; hasil membandingkan jumlah produk bermanfaat yang diperoleh dibandingkan dengan jumlah yang Anda harapkan secara teoritis dari perhitungan. Oleh karena itu, proses yang memaksimalkan ekonomi atom lebih disukai.

3. Sintesis Kimia yang Kurang Berbahaya

Idealnya, kita ingin bahan kimia yang kita buat untuk tujuan apa pun tidak menimbulkan bahaya kesehatan bagi manusia. Kita juga ingin membuat sintesis bahan kimia seaman mungkin, jadi tujuannya adalah untuk menghindari penggunaan bahan kimia berbahaya sebagai titik awal jika tersedia alternatif yang lebih aman. Selain itu, memiliki limbah berbahaya dari proses kimia adalah sesuatu yang ingin kita hindari, karena hal ini dapat menyebabkan masalah pembuangan.

4. Merancang Bahan Kimia yang Lebih Aman

Prinsip ini terkait erat dengan yang sebelumnya. Ahli kimia harus bertujuan untuk menghasilkan produk kimia yang memenuhi perannya, baik itu medis, industri, atau lainnya, tetapi juga memiliki toksisitas minimal bagi manusia. Desain target bahan kimia yang lebih aman memerlukan pengetahuan tentang bagaimana bahan kimia bekerja di tubuh kita dan di lingkungan. Dalam beberapa kasus, tingkat toksisitas terhadap hewan atau manusia mungkin tidak dapat dihindari, tetapi alternatif harus dicari.

5. Pelarut dan Produk Turunan yang Lebih Aman

Banyak reaksi kimia memerlukan penggunaan pelarut atau agen lain untuk memfasilitasi reaksi. Mereka juga dapat memiliki sejumlah bahaya yang terkait dengannya, seperti sifat mudah terbakar dan volatilitas. Pelarut mungkin tidak dapat dihindari di sebagian besar proses, tetapi mereka harus dipilih untuk mengurangi energi yang dibutuhkan untuk reaksi, harus memiliki toksisitas minimal, dan harus didaur ulang jika memungkinkan.

6. Desain untuk Efisiensi Energi

Proses intensif energi tidak disukai dalam kimia hijau. Jika memungkinkan, lebih baik meminimalkan energi yang digunakan untuk membuat produk kimia, dengan melakukan reaksi pada suhu dan tekanan kamar. Pertimbangan desain reaksi juga harus dibuat; penghapusan pelarut, atau proses untuk menghilangkan kotoran, dapat meningkatkan energi yang dibutuhkan, dan dengan asosiasi meningkatkan dampak lingkungan proses.

7. Penggunaan Bahan Baku Terbarukan

Perspektif prinsip ini sebagian besar terhadap petrokimia: produk kimia yang berasal dari minyak mentah. Ini digunakan sebagai bahan awal dalam berbagai proses kimia, tetapi tidak terbarukan, dan dapat habis. Proses dapat dibuat lebih berkelanjutan dengan menggunakan bahan baku terbarukan, seperti bahan kimia yang berasal dari sumber biologis.

8. Kurangi Derivatif

Gugus pelindung sering digunakan dalam sintesis kimia, karena dapat mencegah perubahan bagian tertentu dari struktur molekul selama reaksi kimia, sementara memungkinkan transformasi dilakukan pada bagian lain dari struktur. Namun, langkah-langkah ini memerlukan reagen tambahan, dan juga meningkatkan jumlah limbah yang dihasilkan suatu proses. Sebuah alternatif yang telah dieksplorasi dalam beberapa proses adalah penggunaan enzim. Karena enzim sangat spesifik, mereka dapat digunakan untuk menargetkan bagian tertentu dari struktur molekul tanpa perlu menggunakan gugus pelindung atau turunan lainnya.

9. Katalisis

Penggunaan katalis dapat memungkinkan reaksi dengan ekonomi atom yang lebih tinggi. Katalis sendiri tidak digunakan oleh proses kimia, dan karena itu dapat didaur ulang berkali-kali, dan tidak berkontribusi pada limbah. Mereka dapat memungkinkan pemanfaatan reaksi yang tidak akan berlangsung dalam kondisi normal, tetapi juga menghasilkan lebih sedikit limbah.

10. Desain untuk Degradasi

Idealnya, produk kimia harus dirancang sedemikian rupa sehingga, setelah memenuhi tujuannya, mereka terurai menjadi produk yang tidak berbahaya dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Polutan organik persisten adalah produk yang tidak terurai dan dapat terakumulasi dan bertahan di lingkungan; mereka biasanya senyawa terhalogenasi, dengan DDT menjadi contoh paling terkenal. Jika memungkinkan, bahan kimia ini harus diganti dalam penggunaannya dengan bahan kimia yang lebih mudah terurai oleh air, sinar UV, atau biodegradasi.

11. Pencegahan Polusi Waktu Nyata

Memantau reaksi kimia saat terjadi dapat membantu mencegah pelepasan zat berbahaya dan polusi karena kecelakaan atau reaksi yang tidak terduga. Dengan pemantauan waktu nyata, tanda-tanda peringatan dapat terlihat, dan reaksi dapat dihentikan atau dikelola sebelum peristiwa semacam itu terjadi.

12. Kimia yang Lebih Aman untuk Pencegahan Kecelakaan

Bekerja dengan bahan kimia selalu membawa tingkat risiko. Namun, jika bahaya dikelola dengan baik, risiko tersebut dapat diminimalkan. Prinsip ini jelas terkait dengan sejumlah prinsip lain yang membahas produk atau reagen berbahaya. Jika memungkinkan, paparan terhadap bahaya harus dihilangkan dari proses, dan harus dirancang untuk meminimalkan risiko di mana eliminasi tidak mungkin dilakukan.

Masa depan kimia hijau

Meskipun prinsip kimia hijau mungkin tampak sederhana untuk diterapkan, perbaikan masih dapat dilakukan dalam sejumlah besar proses kimia. Banyak produk kimia yang kita gunakan berasal dari proses yang masih gagal memenuhi sejumlah prinsip ini; banyak dari produk ini masih berasal dari bahan kimia dari minyak mentah, dan banyak yang masih menghasilkan limbah dalam jumlah besar. Tentu saja ada tantangan yang terlibat dalam memenuhi beberapa prinsip dalam sejumlah besar proses, tetapi juga dapat mendorong penelitian baru dan penemuan kimia baru. Diharapkan, di tahun-tahun mendatang, lebih banyak lagi proses yang akan disesuaikan dengan prinsip-prinsip ini.

Referensi:

https://www.compoundchem.com/2015/09/24/green-chemistry/