ग्रीन रसायन

ग्रीन रसायन, जिसे टिकाऊ रसायन के रूप में भी जाना जाता है, रसायन की एक शाखा है जो हानिकारक पदार्थों के उपयोग और उत्पादन को कम करने वाले उत्पादों और प्रक्रियाओं को डिज़ाइन करने पर ध्यान केंद्रित करती है। इसका लक्ष्य अधिक पर्यावरण-अनुकूल और कुशल रासायनिक प्रक्रियाएं बनाना है। यह दृष्टिकोण अपशिष्ट कमी, सुरक्षित रसायनों के उपयोग, और स्रोत पर प्रदूषण की रोकथाम पर जोर देता है बजाय इसके कि अपशिष्ट को उत्पन्न होने के बाद उपचारित किया जाए।

ग्रीन रसायन विज्ञान के सिद्धान्त

ग्रीन रसायन विज्ञान 1998 में पॉल अनास्तास और जॉन वार्नर द्वारा विकसित 12 सिद्धान्तों द्वारा शासित है। ये सिद्धान्त रसायनज्ञों के लिए सुरक्षित उत्पादों और प्रक्रियाओं को डिजाइन करने के लिए एक ढाँचा प्रदान करते हैं। यहाँ वे हैं:

1. रोकथाम: अपशिष्ट को उत्पन्न होने के बाद उपचारित या साफ करने की बजाय इसे रोकना बेहतर है।
2. परमाणु अर्थव्यवस्था: संश्लेषण विधियाँ इस तरह से डिज़ाइन की जानी चाहिए कि प्रक्रिया में उपयोग किए गए सभी रासायनिक पदार्थों को अंतिम उत्पाद में शामिल किया जा सके।
3. कम हानिकारक रासायनिक संश्लेषण: डिज़ाइन में ऐसे पदार्थों का उपयोग और उत्पादन किया जाना चाहिए जो मानव और पर्यावरण के लिए कम या कोई विषाक्त न हों।
4. सुरक्षित रसायनों का डिज़ाइन: रासायनिक उत्पादों को उनके निर्धारित कार्य को पूरा करते समय यथासंभव गैर-विषाक्त रूप से डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
5. सुरक्षित हल और अपर्याप्त पदार्थ: जहाँ तक संभव हो, अपर्याप्त पदार्थों का उपयोग अनावश्यक किया जाना चाहिए और जब उनका उपयोग किया जाता है, तो उन्हें हानिरहित बनाया जाना चाहिए।
6. ऊर्जा दक्षता के लिए डिज़ाइन: ऊर्जा आवश्यकताओं को कम करना चाहिए, और प्रक्रियाओं को यथासंभव परिवेश तापमान और दाब पर संचालित होना चाहिए।
7. नवीकरणीय कच्चे माल का उपयोग: जहाँ तक तकनीकी और आर्थिक रूप से संभव हो, कच्चे माल को अक्षय होना चाहिए न कि ख़तम होने योग्य।
8. डेरिवेटिवेशन को कम करें: अनावश्यक डेरिवेटिवेशन को यथासंभव कम या टाला जाना चाहिए, क्योंकि इससे आम तौर पर अतिरिक्त अभिकर्मकों की आवश्यकता होती है और कचरा पैदा होता है।
9. उत्प्रेरण: उत्प्रेरक अभिकर्मक (जितना हो सके चयनात्मक) स्टॉयकियोमेट्रिक अभिकर्मकों से बेहतर होते हैं।
10. विघटन के लिए डिज़ाइन: रासायनिक उत्पादों को ऐसे डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि उनके कार्य के अंत में वे हानिरहित विघटनशील उत्पादों में बदल जाएँ।
11. प्रदूषण की रोकथाम के लिए वास्तविक समय विश्लेषण: विश्लेषणात्मक तरीकों को संचय की प्रक्रिया में वास्तविक समय की निगरानी और नियंत्रण के लिए और अधिक विकसित करने की आवश्यकता है ताकि हानिकारक पदार्थ उत्पन्न होने से पहले ही रोका जा सके।
12. दुर्घटना की रोकथाम के लिए अंतर्निहित रूप से सुरक्षित रसायन: पदार्थों और उनके रूपों का चयन इस तरह से किया जाना चाहिए कि रासायनिक दुर्घटनाओं की संभावना, जिसमें विस्फोट, अग्नि और पर्यावरण में उत्सर्जन शामिल हैं, न्यूनतम हो।

औद्योगिक रसायन विज्ञान में अनुप्रयोग

औद्योगिक क्षेत्रों जैसे कि फार्मास्यूटिकल्स, एग्रोकेमिकल्स, पेंट्स और कोटिंग्स, प्लास्टिक्स, और अन्य में ग्रीन रसायन विज्ञान का प्रयोग किया जाता है। नीचे उद्योग में ग्रीन रसायन विज्ञान के सिद्धांतों के अनुप्रयोग के कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

1. जैविक संश्लेषण

फार्मास्यूटिकल उद्योग में, जटिल अणुओं के संश्लेषण में अक्सर कई चरणों और हानिकारक रसायनों का प्रयोग होता है। ग्रीन रसायन विज्ञान के सिद्धांतों जैसे कि परमाणु अर्थव ्यवस्था और कम हानिकारक संश्लेषण का उपयोग करने से कंपनियाँ अपशिष्ट को कम कर सकती हैं और सुरक्षा में सुधार कर सकती हैं।

पारंपरिक संश्लेषण: A + B -> AB अपशिष्ट = C ग्रीन संश्लेषण: A + B -> AB (न्यूनतम उप-उत्पाद)

2. हल चयन

कई रासायनिक प्रक्रियाओं में पारंपरिक रूप से हानिकारक जैविक हल का उपयोग होता है। ग्रीन रसायन विज्ञान में, जल और सुपरक्रिटिक _CO2 जैसे सुरक्षित हल का उपयोग किया जा सकता है जिससे विषाक्तता कम हो जाती है।

3. उत्प्रेरण

उत्प्रेरक वे पदार्थ होते हैं जो प्रतिक्रिया की दर को बढ़ा सकते हैं बिना इसके कि वे खुद का उपयोग कर सकें। ग्रीन रसायन विज्ञान स्टॉयकियोमेट्रिक अभिकर्मकों के बजाय उत्प्रेरकों के उपयोग को प्राथमिकता देती है, जो संसाधनों को बचाने और अपशिष्ट को कम करने में मदद कर सकता है। उदाहरण के लिए, औद्योगिक प्रक्रियाओं में जैव उत्प्रेरक के रूप में एंजाइमों का उपयोग विशिष्टता को बढ़ाता है और कोमल स्थितियों में काम करता है।

4. नवीकरणीय कच्चे माल

नवीकरणीय कच्चे माल का उपयोग उद्योगों में पेट्रोलियम-आधारित संसाधनों से हटकर होता जा रहा है। इसका एक उदाहरण मक्का स्टार्च से पॉलीलैक्टिक एसिड (PLA) का उत्पादन है, जो एक बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक विकल्प है।

पारंपरिक प्लास्टिक: पेट्रोलियम -> प्लास्टिक ग्रीन प्लास्टिक (PLA): स्टार्च (मक्का) -> लैक्टिक एसिड -> PLA (बायोडिग्रेडेबल)

5. ऊर्जा दक्षता

रासायनिक प्रतिक्रियाएं अक्सर बड़े मात्रा में ऊर्जा का उपभोग करती हैं। ग्रीन रसायन विज्ञान प्रतिक्रियाओं को परिवेश तापमान और दबाव पर संचालित करने के लिए प्रोत्साहित करता है जिससे ऊर्जा की बचत हो सके। इसका एक उदाहरण माइक्रोवेव-असिस्टेड संश्लेषण का उपयोग है, जो ऊर्जा की खपत और प्रतिक्रिया समय को कम कर सकता है।

वस्तु का अध्ययन करें

ग्रीन रसायन विज्ञान के वास्तविक-विश्व प्रभाव को समझने के लिए, आइए कुछ केस स्टडीज पर नज़र डालें:

1. कॉफी उद्योग में सुपरक्रिटिक _CO2

पारंपरिक रूप से, कॉफ़ी बीन्स से कैफीन को मिथाइलीन क्लोराइड जैसे हल का उपयोग कर निकालते हैं। हालाँकि, सुपरक्रिटिक _CO2 का उपयोग करके, कैफीन अधिक सुरक्षित और पारिस्थितिकीय रूप से अनुकूल तरीके से निकाला जा सकता है।

पारंपरिक विधि: कॉफी बीन्स + मिथाइलीन क्लोराइड (हल) -> डिकैफ कॉफी ग्रीन विधि: कॉफी बीन्स + सुपरक्रिटिक CO 2 -> डिकैफ कॉफी

_CO2 निष्कर्षण

2. बायो-अधारित पॉलिमर

NatureWorks LLC बायो-अधारित पॉलिमर, पॉलीलैक्टिक एसिड (PLA), का उत्पादन नवीकरणीय संसाधनों जैसे कि मक्का से कर रहा है। यह दृष्टिकोण प्लास्टिक के कार्बन पदचिह्न को कम करने में मदद करता है।

चुनौतियाँ और भविष्य की दिशा

हालाँकि ग्रीन रसायन विज्ञान की अपार क्षमता है, लेकिन यह कई चुनौतियों का सामना भी करता है:

• लागत: ग्रीन विधियाँ कभी-कभी पारंपरिक विधियों की तुलना में अधिक महंगी हो सकती हैं, जो उनके अपनाने में बाधा बन सकती हैं।
• तकनीकी अवरोध: ग्रीन प्रक्रियाओं को विकसित करना जो पारंपरिक विधियों की दक्षता और प्रदर्शन के बराबर होती हैं, तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण हो सकता है।
• बाजार स्वीकृति: उपभोक्ताओं और उद्योगों में ग्रीन रसायन विज्ञान के लाभों के बारे में जागरूकता व्यापक अपनाने के लिए महत्त्वपूर्ण है।

निष्कर्ष

ग्रीन रसायन विज्ञान एक ऐसे अधिक टिकाऊ और पर्यावरण-अनुकूल रासायनिक निर्माण प्रक्रियाओं की ओर एक बदलाव का प्रतीक है। रोकथाम, दक्षता, और सुरक्षित पदार्थों के उपयोग पर ध्यान केंद्रित करके, ग्रीन रसायन विज्ञान रासायनिक उत्पादों के विकास के लिए एक ढाँचा प्रदान करता है जो एक अधिक सतत दुनिया में योगदान कर सकते हैं। तकनीक के विकास और जागरूकता के बढ़ने के साथ, ग्रीन रसायन विज्ञान सिद्धांतों का अनुप्रयोग विस्तार की उम्मीद है, जो रासायनिक उद्योग में नवाचार को प्रोत्साहित करेगा।

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