Graduação
  1. Química Geral  1.1. Introdução à Química  1.2. Estrutura Atômica  1.2.1. Partículas subatômicas  1.2.2. Modelo Atômico  1.2.3. Números quânticos  1.2.4. Configuração Eletrônica  1.2.5. Tendências periódicas  1.2.6. Isótopos e suas aplicações  1.3. Ligação Química  1.3.1. Ligação iônica  1.3.2. Ligações covalentes  1.3.3. Ligação Metálica  1.3.4. Hibridização  1.3.5. Geometria molecular e teoria VSEPR  1.3.6. Polaridade de ligação e momento dipolar  1.4. Estequiometria  1.4.1. Conceito de mol  1.4.2. Fórmula empírica e molecular  1.4.3. Reagente limitante e reagente em excesso  1.4.4. Rendimento Percentual e Pureza  1.4.5. Cálculo de diluição  1.5. Estados da Matéria  1.5.1. Leis dos Gases  1.5.2. Matéria e Forças Intermoleculares  1.5.3. Estruturas Sólidas e Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma e fluido supercrítico  1.6. Reações químicas  1.6.1. Tipos de Reações Químicas  1.6.2. Balanceamento de Equações Químicas  1.6.3. Reações termoquímicas  1.6.4. Perfis de energia de reação  1.7. Soluções e Misturas  1.7.1. Unidades de concentração  1.7.2. Propriedades do síndrome  1.7.3. Solubilidade e Regras de Solubilidade  1.7.4. Lei de Henry e Lei de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partição  1.8. Equilíbrio químico  1.8.1. Lei da ação das massas  1.8.2. Princípio de Le Chatelier  1.8.3. Quociente de reação  1.8.4. Para usar esta calculadora online para Constante de Equilíbrio, insira a Constante de Equilíbrio (Eq.) e pressione o botão calcular. Aqui está como o cálculo da Constante de Equilíbrio pode ser explicado com os valores de entrada fornecidos -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Balanço ácido-base  1.9. Ácidos e bases  1.9.1. Definições de Arrhenius, Brønsted–Lowry e Lewis  1.9.2. pH e pOH  1.9.3. Titulação ácido-base  1.9.4. Solução Tampão  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Ácidos e Bases Polipróticos  1.10. Eletroquímica  1.10.1. reações redox  1.10.2. Células Galvânicas e Eletrolíticas  1.10.3. Equação de Nernst  1.10.4. Eletrolise  1.10.5. Leis de Faraday da eletrólise  1.11. Termodinâmica  1.11.1. Leis da Termodinâmica  1.11.2. Entalpia, entropia e energia livre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidade das reações  1.11.4. Ciclos termodinâmicos (Lei de Hess, Ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. Lei de velocidade e ordem de reação  1.12.2. Energia de Ativação e Catalisador  1.12.3. Teoria das colisões  1.12.4. Mecanismo de reação  1.12.5. Teoria do estado de transição
  2. Química orgânica  2.1. Estrutura e relações  2.1.1. Hybridisation in Carbon Compounds  2.1.2. Ressonância e aromatização  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Efeitos indutivo e mesomérico  2.2. Hidrocarbonetos  2.2.1. Hidrocarbonetos  2.2.2. Alquenos  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compostos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos e Conformação  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Álcoois e fenóis  2.3.2. Éteres e epóxidos  2.3.3. Aldeído e cetona  2.3.4. Ácidos carboxílicos e derivados  2.3.5. Amina  2.3.6. Ésteres e amidas  2.3.7. Tióis e Sulfetos  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomerismo em Estereoquímica  2.4.2. Quiralidade e atividade óptica  2.4.3. Análise Estrutural  2.4.4. Diastereômeros e Enantiômeros  2.5.1. Reações de substituição  2.5.2. Reações de eliminação  2.5.3. Reações de Adição  2.5.4. Reações Radicais  2.5.5. Reações de rearranjo  2.5.6. Reações Pericíclicas  2.6. Espectroscopia e análise estrutural  2.6.1. Espectroscopia Infravermelha  2.6.2. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  2.6.3. Espectrometria de Massas  2.6.4. Espectroscopia UV-visível  2.6.5. Cristalografia de raios X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adição e Condensação  2.7.2. Mecanismo de polimerização  2.7.3. Polímero Biodegradável  2.7.4. Polímeros condutores e inteligentes
  3. Química inorgânica  3.1. Química de Coordenação  3.1.1. Ligantes e compostos de coordenação  3.1.2. Teoria do campo cristalino  3.1.3. Teoria do Orbital Molecular em Compostos de Coordenação  3.1.4. Distorsão de Jahn–Teller  3.2. Química do Grupo Principal  3.2.1. Metais alcalinos e alcalino-terrosos  3.2.2. Halogênios e Gases Nobres  3.2.3. Metais de transição e seus complexos  3.2.4. Lantanídeos e Actinídeos  3.3. Química do estado sólido  3.3.1. Redes cristalinas e células unitárias  3.3.2. Defeitos em sólidos  3.3.3. Propriedades elétricas e magnéticas  3.3.4. Supercondutividade  3.4. Química bioinorgânica  3.4.1. Íons metálicos na biologia  3.4.2. Reações enzimáticas com metais  3.4.3. Intoxicação por metais e desintoxicação  3.4.4. Metaloproteínas e Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Quântica  4.1.1. Dualidade onda-partícula  4.1.2. Equação de Schrödinger  4.1.3. Números Quânticos e Orbitais  4.1.4. Espectroscopia atômica e molecular  4.2. Mecânica estatística  4.2.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funções de partição  4.2.3. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  4.3. Termodinâmica Química  4.3.1. Energia Livre de Gibbs  4.3.2. Transição de fase  4.3.3. Eficiência termodinâmica  4.4. Química de superfícies  4.4.1. Absorção e Catálise  4.4.2. Coloides e Emulsões
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clássicos  5.1.1. Análise Gravimétrica  5.1.2. titritrimetria  5.2. Métodos instrumentais  5.2.1. Cromatografia  5.2.2. Espectroscopia  5.2.3. Métodos Eletroanalíticos  5.2.4. Difração de raios X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Princípios de engenharia química  6.3. Química Verde  6.4. Produtos Farmacêuticos e Síntese de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohydrates  7.2. Proteínas e enzimas  7.3. Lipídios e membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo e Bioenergética  7.6. Cinética enzimática e mecanismo

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Química Verde


A química verde, também conhecida como química sustentável, é um ramo da química que se concentra no design de produtos e processos que reduzem o uso e a produção de substâncias perigosas. Seu objetivo é criar processos químicos mais ambientalmente amigáveis e eficientes. Esta abordagem enfatiza a redução de resíduos, o uso de produtos químicos mais seguros e a prevenção da poluição na fonte, em vez de tratar os resíduos após serem produzidos.

Princípios da química verde

A química verde é regida por 12 princípios desenvolvidos por Paul Anastas e John Warner em 1998. Esses princípios servem como estrutura para os químicos projetarem produtos e processos mais seguros. Aqui estão eles:

  1. Prevenção: É melhor prevenir o desperdício do que tratá-lo ou limpá-lo após ter sido gerado.
  2. Economia de átomos: Os métodos sintéticos devem ser projetados para maximizar a incorporação de todos os materiais utilizados no processo no produto final.
  3. Síntese química menos perigosa: O design deve usar e produzir materiais que sejam pouco ou nada tóxicos para humanos e para o meio ambiente.
  4. Design de produtos químicos mais seguros: Os produtos químicos devem ser projetados para desempenhar a função pretendida, sendo também o menos tóxico possível.
  5. Solventes e excipientes seguros: Sempre que possível, o uso de excipientes deve ser tornado desnecessário e, quando utilizados, devem ser inofensivos.
  6. Design para eficiência energética: As necessidades de energia devem ser minimizadas, e os processos devem operar na temperatura e pressão ambiente sempre que possível.
  7. Uso de matérias-primas renováveis: Sempre que técnica e economicamente viável, as matérias-primas devem ser renováveis em vez de exauríveis.
  8. Minimização de derivatizações: Derivatizações desnecessárias devem ser minimizadas ou evitadas sempre que possível, pois normalmente exigem reagentes adicionais e podem gerar resíduos.
  9. Catalise: Reagentes catalíticos (o mais seletivos possível) são superiores aos reagentes estequiométricos.
  10. Design para degradação: Os produtos químicos devem ser projetados para que, ao final de sua função, decomponham-se em produtos degradáveis inofensivos.
  11. Análise em tempo real para prevenção da poluição: Métodos analíticos precisam ser desenvolvidos para monitoramento e controle em tempo real durante o processo, antes que substâncias perigosas sejam formadas.
  12. Produtos químicos inerentemente mais seguros para prevenção de acidentes: Substâncias e suas formas devem ser selecionadas de modo que a probabilidade de acidentes químicos, incluindo explosões, incêndios e emissões no ambiente, seja minimizada.

Aplicações na química industrial

A química verde é usada em uma variedade de indústrias, incluindo farmacêuticos, agroquímicos, tintas e revestimentos, plásticos e mais. Abaixo estão alguns exemplos de como os princípios da química verde são aplicados na indústria:

1. Síntese orgânica

Na indústria farmacêutica, a síntese de moléculas complexas frequentemente envolve múltiplas etapas e produtos químicos perigosos. Ao aplicar os princípios da química verde, como economia de átomos e síntese menos perigosa, as empresas podem reduzir resíduos e melhorar a segurança.

Síntese Tradicional: A + B -> AB Resíduos = C Síntese Verde: A + B -> AB (mínimos subprodutos)

2. Seleção de solventes

Muitos processos químicos tradicionalmente usam solventes orgânicos perigosos. Na química verde, solventes mais seguros, como água ou CO2 supercrítico, podem ser usados para reduzir a toxicidade.

Solvente Verde

3. Catálise

Catalisadores são substâncias que podem aumentar a taxa de uma reação sem serem consumidos por ela. A química verde enfatiza o uso de catalisadores em vez de reagentes estequiométricos, o que pode ajudar a economizar recursos e reduzir desperdícios. Por exemplo, o uso de enzimas como biocatalisadores em processos industriais aumenta a especificidade e funciona sob condições suaves.

4. Matéria-prima renovável

O uso de matérias-primas renováveis está se tornando cada vez mais popular à medida que as indústrias se afastam de recursos à base de petróleo não renováveis. Um exemplo disso é a produção de ácido polilático (PLA) a partir de amido de milho, que é uma alternativa plástica biodegradável.

Plástico tradicional: Petróleo -> Plástico Plástico verde (PLA): Amido (milho) -> Ácido lático -> PLA (biodegradável)

5. Eficiência energética

Reações químicas frequentemente consomem grandes quantidades de energia. A química verde incentiva a realização de reações em temperaturas e pressões ambientes para economizar energia. Um exemplo disso é o uso da síntese assistida por micro-ondas, que pode reduzir o uso de energia e os tempos de reação.

Estudo do tema

Para entender o impacto real da química verde, vejamos alguns estudos de caso:

1. CO2 supercrítico na indústria do café

Tradicionalmente, a cafeína é extraída dos grãos de café usando solventes como o cloreto de metileno. No entanto, usando-se CO2 supercrítico, a cafeína pode ser extraída de forma muito mais segura e ambientalmente amigável.

Método Tradicional: Grãos de café + Cloreto de metileno (solvente) -> Café Descafeinado Método Verde: Grãos de café + CO2 Supercrítico -> Café Descafeinado
Extração com CO2 Supercrítico

2. Polímeros à base de biomassa

A NatureWorks LLC foi pioneira na produção de polímeros à base de biomassa, ácido polilático (PLA), a partir de recursos renováveis como o milho. Esta abordagem ajuda a reduzir a pegada de carbono dos plásticos.

Desafios e direções futuras

Embora a química verde tenha um enorme potencial, também enfrenta vários desafios:

  • Custo: Métodos verdes às vezes podem ser mais caros do que métodos convencionais, o que pode ser um obstáculo para sua adoção.
  • Barreiras técnicas: Desenvolver processos verdes que correspondam à eficiência e desempenho dos métodos convencionais pode ser tecnicamente desafiador.
  • Aceitação de mercado: A conscientização entre consumidores e indústrias sobre os benefícios da química verde é crítica para sua ampla adoção.

Conclusão

A química verde representa uma mudança em direção a processos de fabricação química mais sustentáveis e ambientalmente amigáveis. Ao focar na prevenção, eficiência e no uso de substâncias mais seguras, a química verde fornece uma estrutura para o desenvolvimento de produtos químicos que contribuem para um mundo mais sustentável. À medida que a tecnologia avança e a conscientização cresce, espera-se que a aplicação dos princípios da química verde se expanda, estimulando a inovação na indústria química.


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