Recopilado y Diseñado por: Odalis Vásquez
QUÍMICAEs la ciencia que estudia la composición,la   estructura,  las   propiedades,   lainteracción con la energía y los ...
IMPACTO DE LA QUÍMICAModifica el estilo de vida: provee energía,medicinas, materiales, alimentos…Tiene mala imagen.La  ...
DESARROLLO SOSTENIBLE•Una sociedad sostenible es aquella quesatisface sus necesidades sin sacrificar lasposibilidades de l...
DESARROLLO SOSTENIBLE                ENFOQUE PRÁCTICO   HERRAMIENTAS                     Química                          ...
OBJETIVOS DE LA QUÍMICA VERDEDiseñar productos químicos y procesos quegeneren y usen pocas (o ninguna) sustanciaspeligros...
PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE•Prevenir los desechos en lugar de tratarlos.•Diseñar procesos eficientes “atómicamente”.•Es...
•Reemplazar reactivos     “estequiométricos”   porciclos catalíticos.•Diseñar productos biodegradables.•Desarrollar método...
IMPULSORES DE LA QUÍMICA VERDE                     BENEFICIO ECONÓMICO               Menor inversión        Menores       ...
EL IMPACTO AMBIENTALTodos reclaman ser ambientalmente amigables.¿Cómo comparar?La ciencia se esfuerza por se objetiva.La c...
FACTOR E Y ECONOMÍA ATÓMICA            Desechos (kg)       E            Producto (kg)     Número de átomos en el productoE...
Sector industrial   Producción   Factor E                      Ton/añoPetroquímica          106 a 108    < 0,1Química “bul...
CATÁLISIS Y QUÍMICA VERDEUn catalizador es una sustancia que facilitaque una reacción química posible suceda.Los sistema...
¿QUÉ FUNCIÓN CUMPLE UN CATALIZADOR?    Acelera la    reacciones químicas    permitidas    Favorece la    selectividad.
LA IDEA DE LA CATÁLISISEn el periodo comprendido entre 1835 y 1836, J. J.Berzelius (1779–1848) expuso sus ideas en lossigu...
•Un catalizador no influye en el equilibrio de lareacción y no puede hacer que unatransformación imposible, desde el punto...
EXISTENCIA DEL FENÓMENO CATALÍTICOTemperaturas: 78 a 1500 KPresiones: 1x10–9 y 1000 barFases: gaseosa o condensadaRendimie...
En los procesos catalíticos heterogéneos, losreaccionantes se adsorben sobre determinadossitios del catalizador, denominad...
EL CICLO CATALÍTICOAcción catalítica: secuencia de etapas elementales.Actividad y selectividad: TOF.Rendimiento: análisis ...
CATALIZADORES INDUSTRIALESHierro “fundido”: síntesis de amoniaco.Zeolita USY: ruptura catalítica de hidrocarburos.Zeolitas...
COMPONENTES DE UN CATALIZADORSustancia activa (elemental ó compuesta).Metales de transición.Cerámicas oxídicas: óxidos sim...
Los catalizadores comerciales son sustanciasrobustas y complejas, con propiedades físicas yquímicas que dependen de divers...
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  1. 1. Recopilado y Diseñado por: Odalis Vásquez
  2. 2. QUÍMICAEs la ciencia que estudia la composición,la estructura, las propiedades, lainteracción con la energía y los cambiosque experimenta la materia durante lasreacciones químicas.
  3. 3. IMPACTO DE LA QUÍMICAModifica el estilo de vida: provee energía,medicinas, materiales, alimentos…Tiene mala imagen.La industria química tradicional escontaminante.
  4. 4. DESARROLLO SOSTENIBLE•Una sociedad sostenible es aquella quesatisface sus necesidades sin sacrificar lasposibilidades de las generaciones futuras.•El desarrollo sostenible debe ser un objetivoestratégico de la sociedad.•La química juega un papel fundamental paratratar de alcanzar ese objetivo.
  5. 5. DESARROLLO SOSTENIBLE ENFOQUE PRÁCTICO HERRAMIENTAS Química Catálisis verdeOBJETIVO 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. 6. OBJETIVOS DE LA QUÍMICA VERDEDiseñar productos químicos y procesos quegeneren y usen pocas (o ninguna) sustanciaspeligrosas.Prevenir no remediar (mitigar).“Minimizar residuos”.
  7. 7. PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE•Prevenir los desechos en lugar de tratarlos.•Diseñar procesos eficientes “atómicamente”.•Escoger rutas sintéticas usando compuestosno tóxicos mientras sea posible.•Minimizar el uso de reactivos auxiliares ydisolventes.•Diseñar procesos con requerimientos mínimosde energía.
  8. 8. •Reemplazar reactivos “estequiométricos” porciclos catalíticos.•Diseñar productos biodegradables.•Desarrollar métodos de análisis y de control deproceso en tiempo real y “en línea”.•Diseñar procesos que disminuyan laprobabilidad de accidentes.•Usar materias primas renovables.•Evitar la derivatización innecesaria.
  9. 9. IMPULSORES DE LA QUÍMICA VERDE BENEFICIO ECONÓMICO Menor inversión Menores de capital costos de operación Presión social LEGISLACIÓN Mejorar Menosla imagen pública materiales peligrosos Plantas más Grandes sanciones QUÍMICA VERDEpequeñas y seguras por los desechos Control de la Responsabilidad contaminación legal del fabricante.
  10. 10. EL IMPACTO AMBIENTALTodos 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. 11. FACTOR E Y ECONOMÍA ATÓMICA Desechos (kg) E Producto (kg) Número de átomos en el productoEA Número de átomos en los reactivos
  12. 12. Sector industrial Producción Factor E Ton/añoPetroquímica 106 a 108 < 0,1Química “bulk” 104 a 106 1a5Química fina 102 a 104 5 a 50Especialidades y 10 a 103 20 a100farmacéutica
  13. 13. CATÁLISIS Y QUÍMICA VERDEUn catalizador es una sustancia que facilitaque una reacción química posible suceda.Los sistemas se dirigen hacia el equilibrio.La catálisis tiene que ver con la ruta que unsistema toma para llegar hacia ese punto deequilibrio.Los catalizadores no pueden cambiar laposición del equilibrio.
  14. 14. ¿QUÉ FUNCIÓN CUMPLE UN CATALIZADOR? Acelera la reacciones químicas permitidas Favorece la selectividad.
  15. 15. LA IDEA DE LA CATÁLISISEn el periodo comprendido entre 1835 y 1836, J. J.Berzelius (1779–1848) expuso sus ideas en lossiguientes términos: Existe un “poder para produciractividad química que pertenece por igual a lanaturaleza orgánica e inorgánica...”, que “yo lo llamarépoder catalítico de las sustancias” mientras que “ladescomposición producida por este poder” sedenominará “catálisis”.
  16. 16. •Un catalizador no influye en el equilibrio de lareacción y no puede hacer que unatransformación imposible, desde el punto devista termodinámico, ocurra.•Existen varios tipos de catálisis:•Catálisis homogénea•Catálisis heterogénea•Fotocatálisis (heterogénea, absorción de luz).•Electrocatálisis•Catálisis enzimática (enzimología, biocatálisis).
  17. 17. EXISTENCIA DEL FENÓMENO CATALÍTICOTemperaturas: 78 a 1500 KPresiones: 1x10–9 y 1000 barFases: gaseosa o condensadaRendimientos por sitio: entre 1x10–5 s–1 y 1x109 s–1.
  18. 18. En los procesos catalíticos heterogéneos, losreaccionantes se adsorben sobre determinadossitios del catalizador, denominados sitiosactivos, para dar compuestos intermediariosadsorbidos que luego se descomponen enproductos.
  19. 19. EL CICLO CATALÍTICOAcción catalítica: secuencia de etapas elementales.Actividad y selectividad: TOF.Rendimiento: análisis microcinético.Etapas del ciclo catalítico: difusión (reaccionantes),adsorción, reacción, desorción, difusión (productos).
  20. 20. CATALIZADORES INDUSTRIALESHierro “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.
  21. 21. COMPONENTES DE UN CATALIZADORSustancia 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.
  22. 22. Los catalizadores comerciales son sustanciasrobustas y complejas, con propiedades físicas yquímicas que dependen de diversas variables(“unas desconocidas y otras ocultas”).Son materiales cuya preparación si bien se guíapor unos principios orientadores, se continúanhaciendo con un alto contenido de empirismo yen buena medida, a pesar numerosasherramientas de diseño, por el “métodoEdisoniano” del ensayo y error.

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