فى هذا المقال سوف نتعرف معاً على علم الكيمياء الخضراء ونلقى نظرة ثاقبة عن مبادئ هذا العلم ومدى أهميته على حياتنا ومستقبلنا، جميعنا يعلم أهمية علم الكيمياء وتأثيره على حياتنا ومدى التطور والتقدم الذى حدث نتيجة الأبحاث الكيميائية المختلفة، فهذا العلم يُعتبر العصى السحرية الذى من خلاله يتمكن البشر من تخليق وتصنيع كل ما هو جديد بحيث يخدم احتياجات الإنسان المتزايدة.
ولكن مع تقدم هذا العلم ظهرت العديد من المشكلات التى أدت إلى مخاطر كبيرة بل إنها تنبأ بحلول كوارث حقيقية، تلك المشاكل هى التلوث الذى أحدثته الإنبعاثات الضارة والمواد الكيميائية الخطرة بسبب رغبة الإنسان فى الإنتاج المتزايد مع غض الطرف عن أى مشاكل قد تحدث.
لذلك ظهر حديثاً فى تسعينيات القرن الماضى علم جديد وفرع من فروع الكيمياء وهو ” الكيمياء الخضراء ” وهذا العلم يعتبر طوق النجاة للبشر للحفاظ على البيئة دون التخلى عن احتياجاتهم وصناعاتهم، فما هو ذلك العلم ؟
تعريف مصطلع الكيمياء الخضراء
هي تكنلوجيا إختراع وتصنيع وتطبيق بعض المنتجات والعمليات الكيميائية لغرض تقليل أو منع استخدام وتخليق المواد الضارة واستبدالها بمواد متجددة وعمليات ذات مخاطر أقل، وبعد أن عرفنا ما هو مصطلح الكيمياء الخضراء لابد أن نعرف معاً كيف يمكن لهذا العلم أن يُحقق غرضه.
السبائك المعدنية : تقنية التلاقي العجيبة لصناعة المستقبل
مبدأ عمل الكيمياء الخضراء
لو نظرنا إلى تطبيقات الكيمياء الخضراء نجد أن المنع أو التقليل هو المبدأ الأساسى لهذا العلم، فعلى ماذا يمكننا أن تطبق هذا المبدأ؟
المخلفات( الناتج الثانوى )، المواد المستخدمة( المتفاعلات )، الملوثات، المخاطر، الطاقة، التكلفة، كل هذه الأمور يسعى علم الكيمياء الخضراء إلى تقليلها والحد منها أو منعها إن أمكن، ويبذل المتخصصون والكيميائيون جهداً كبيراً للوصول إلى هذا الهدف.
وعلى ذلك تم وضع عدة مباديء للكيمياء الخضراء حتى يسير عليها الباحث ويصل إلى أفضل النتائج ونذكر منها:-
مباديء للكيمياء الخضراء يسير عليها الباحث
- أن الحد أو منع إنتاج المخلفات أفضل من معالجتها بعد إنتاجها.
- الكفاءة الإقتصادية أو ما يُعرف ب( Atom economy ) يجب أن تكون فى أقصى مستوى لها بحيث يتم إنتاج أكبر قدر ممكن من المادة المطلوبة طبقاً للمعادلة الكيميائية الموزونة، أو بمعنى آخر تكون نسبة تحول المواد المتفاعلة إلى المادة المطلوبة من النواتج أكبر ما يمكن.
- يجب أن تكون طرق تحضير المركبات قليلة المخاطر قدر الإمكان.
- يجب أن تكون المواد التى تم تحضيرها تؤدى وظيفتها المطلوبة بجانب كونها قليلة الخطورة على المستهلك والبيئة.
- استخدام مذيبات ومواد مساعدة للتفاعل قليلة الخطورة بل والتخلى عنها إن أمكن ذلك.
- واستخدام تفاعل وتصميم آلية تُرشِّد فى الطاقة المستهلكة.
- استخدام مواد متجددة فى التفاعل.
- تقليل المشتقات والمواد الثانوية عن طريق العمليات أو المواد الكيميائية.
- استخدام مواد حفَّازة متخصصة ( انتقائية ) لإنتاج المادة المطلوبة والتقليل من المواد الثانوية.
- تصميم المواد الناتجة بحيث تكون قابلة للتحلل أو التدمير بعد أداء وظيفتها المطلوبة.
- استخدام طرق حديثة والمتابعة اللازمة للوقوف على مدى جدوى وخطورة المواد المستخدمة والناتجة.
- انتقاء مواد كيميائية أكثر أماناً واستخدام طرق صناعية لا تسبب أى مشاكل كالحرائق أو الإنفجارات.
من هنا يتضح لنا أن الكيمياء الخضراء تهتم بشكل أساسى بتقليل المخاطر والتكلفة للعملية الإنتاجية وزيادة الناتج المستهدف مع جعله صديق للبيئة،ويتم ذلك عن طريق الأبحاث العلمية والتجارب التى يحاول العلماء من خلالها الوصول إلى معادلات كيميائية بديلة تحقق المطلوب وتتوفر فيها الشروط المذكورة وكذلك عمليات صناعية أكثر توفيراً وأمناً من السابق.
والآن سوف نعرض مثالا على أحد التفاعلات الكيميائية التى استطاع العلماء تحسينها من خلال الكيمياء الخضراء.
كيفية صناعة الأسمدة الكيماوية ؟
مثال على أحد التفاعلات الكيميائية المحسنة بالكيمياء الخضراء
فمثلا كانت مادة البولى يوريثان ( polyurethane ) تُصنع بشكل تقليدى باستخدام غاز الفسجين ( phosgene ) – وهو غاز شديد الخطورة – مع الأمين كما ينتج لنا مادة ثانوية خطيرة وهو غاز كلوريد الهيدروجين، فتم استبدال هذه الطريقة بطريقة أخرى أكثر أماناً وهى استخدام غاز ثانى أكسيد الكربون مع الأمين ويكون الناتج الثانوى هو بخار الماء وبذلك تم الخصول على الناتج المطلوب مع تقليل المخاطر المحتملة.
إلى هنا نكون قد ألقينا نظرة شاملة على علم الكيمياء الخضراء وأهميته، وبالطبع سوف تجدون هنا المزيد من المواضيع الهامة فى علم الكيمياء تابعونا من خلال التليجرام .
