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Grüne Chemie Als oder nachhaltige Chemie bezeichnet man die Art von Chemie die versucht Umweltverschmutzung einzudämmen

Grüne Chemie

Als Grüne Chemie oder nachhaltige Chemie bezeichnet man die Art von Chemie, die versucht, Umweltverschmutzung einzudämmen, Energie zu sparen und so möglichst umweltverträglich zu produzieren. Gleichzeitig sollen Gefahren der Produktion und des Produkts vermieden werden. Um diese Ziele zu erreichen, sind die Entwicklung und Nutzung neuartiger Techniken notwendig. So kann es z. B. nachhaltiger sein, Kunststoffe oder Ethanol aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen, statt aus Erdöl. Im Gegensatz zur grünen Chemie beschäftigt sich die Umweltchemie mit der Ausbreitung, Umwandlung und den Wirkungen chemischer Stoffe auf die belebte und unbelebte Umwelt.

Eigenschaften Bearbeiten

Die grüne Chemie bezieht sich auf alle Bereiche der Chemie, wie die organische Chemie, anorganische Chemie, Biochemie, analytische Chemie und physikalische Chemie und wird somit nicht nur im industriellen Bereich verwirklicht. Das Konzept der Click-Chemie wird oft als eine besonders grüne Art der chemischen Synthese bezeichnet.

Im Jahr 2005 erklärte Ryōji Noyori drei wichtige Entwicklungen für die grüne Chemie: Anwendung von überkritischem Kohlenstoffdioxid als grünes Lösungsmittel, in Wasser gelöstes Wasserstoffperoxid für grüne Oxidationen und der Gebrauch von Wasserstoff für stereoselektive Synthesen. Beispiele für die Umsetzung von grüner Chemie sind Oxidationsreaktionen mit überkritischem Wasser (Supercritical Water Oxidation) und lösungsmittelfreie Reaktionen (Dry Media Reaction). Eine weitere Technik im Bereich der grünen Chemie ist das Bioengineering. Zahlreiche wichtige Chemikalien können durch Synthesen in Mikroorganismen hergestellt werden, z. B. Shikimisäure.

Eine Vielzahl von Plattformchemikalien lässt sich durch Pyrolyse aus lignocellulosischer Biomasse, also aus Holz, herstellen. Wege zu Polymeren, basierend auf Fetten und Ölen als nachwachsenden Rohstoffen, wurden beschrieben.

Grundprinzipien Bearbeiten

Paul Anastas von der Environmental Protection Agency und John C. Warner entwickelten zwölf Grundprinzipien von Green Chemistry:

  1. Vermeidung von Abfall: Abfall und Verschmutzung zu vermeiden ist, gegenüber dem nachträglichen Entsorgen und Aufarbeiten von selbigen, zu bevorzugen.
  2. Atomeffizienz: Synthesen und Reaktionen sind so zu gestalten, um im Endprodukt ein Maximum der Atome der beteiligten Edukte zu erreichen.
  3. Sicherere chemische Umwandlungen: Synthetische Methoden sollen vermieden werden, die Edukte nutzen oder Produkte erzeugen, die ein Risiko für Mensch oder Umwelt darstellen.
  4. Entwicklung sichererer Stoffe: Bei der Entwicklung chemischer Stoffe sollen bei gleichzeitiger Ausübung ihres Nutzens auch auf eine Minimierung ihrer Toxizität geachtet werden.
  5. Sicherere Lösungsmittel und Hilfsmittel: Der Einsatz von Lösungsmittel oder Hilfssubstanzen soll vermieden werden, oder – wenn es nicht anders geht, so geringe Toxizität wie möglich aufweisen.
  6. Energieeffizienz: Der Energieverbrauch soll vermindert werden und die Prozesse sollten möglichst bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck durchgeführt werden.
  7. Erneuerbare Ressourcen: Erneuerbare Ressourcen sollen bevorzugt werden.
  8. Derivate reduzieren: Anzahl der Zwischenstufen und/oder Derivate – z. B. Schutzgruppen – soll reduziert oder möglichst ganz vermieden werden. Derartige zusätzliche Schritte erfordern zusätzliche Reagenzien und verursachen zusätzlichen Abfall
  9. Katalysatoren: Katalysatoren sind stöchiometrischen Reagenzien zu bevorzugen.
  10. Natürlich abbaubar: Produkte sollen nach der Nutzung natürlich abgebaut werden können, ohne der Umwelt zu schaden.
  11. Echtzeitüberwachung der Abfallvorsorge: Die Echtzeitüberwachung ist weiterzuentwickeln um Verunreinigungen im Prozess zu vermeiden.
  12. Grundsätzliche Risikovermeidung: Die Wahl von Edukten in chemischen Prozessen soll die potentielle Gefahr, wie von Explosion, Feuer, unbeabsichtigter Freisetzung, vermeiden.

Kritik Bearbeiten

Die chemische Synthese einiger Kraftstoffe – wie Biodiesel (Fettsäuremethylester) – aus nachwachsenden Rohstoffen (Öle und Fette, wie z. B. Rapsöl, aber auch Altspeisefette und tierische Altfette sowie anderen Triglyceriden) wird unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit vom Umweltbundesamt kritisch bewertet. Biodiesel habe eine mäßige Ökobilanz und sei volkswirtschaftlich als Kfz- und Lkw-Kraftstoff deshalb nicht sinnvoll, allerdings sei die Verwendung als Kraftstoff in Sportbooten unter Aspekten des Gewässerschutzes empfehlenswert.

Preise Bearbeiten

Für Leistungen auf diesem Gebiet vergibt die GDCh den Wöhler-Preis für Nachhaltige Chemie.

Literatur Bearbeiten

  • Michael Angrick, Klaus Kümmerer, Lothar Meinzer (Hg.): Nachhaltige Chemie : Erfahrungen und Perspektiven Reihe „Ökologie und Wirtschaftsforschung“, Band 66, Marburg, Metropolis-Verlag 2006 ISBN 3-89518-565-5.
  • Bernd Beek, Horst Neidhard, Günter Neumeier, Wolfgang Lohrer: Substitution umweltgefährlicher Stoffe Wissenschaftsmagazin Ökologie 8, 77–90, Technische Universität Berlin (1985).
  • Green Chemistry's Industrial Strategies (ParisTech Review, Dec. 2011).
  • Ryoji Noyori: Pursuing practical elegance in chemical synthesis. In: Chemical Communications. Nr. 14, 2005, S. 1807–1811, doi:10.1039/B502713F.
  • Hermann Fischer, Horst G. Appelhagen: Chemiewende : Von der intelligenten Nutzung natürlicher Rohstoffe, Verlag A. Kunstmann, München 2017, ISBN 978-3-95614-173-7.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Tushar P. Vispute, Huiyan Zhang, Aimaro Sanna, Rui Xiao und George W. Huber: Renewable Chemical Commodity Feedstocks from Integrated Catalytic Processing of Pyrolysis Oils, Science 330 (2010) S. 1222–1227, doi:10.1126/science.1194218.
  2. Michael A. R. Meier, Jürgen O. Metzger und Ulrich S. Schubert: Plant oil renewable resources as green alternatives in polymer science, Chem. Soc. Rev., 36 (2007) S. 1788–1802, doi:10.1039/B703294C.
  3. 12 Principles of Green Chemistry – American Chemical Society. In: American Chemical Society. Abgerufen am 19. August 2016.
  4. (Memento vom 17. März 2008 im Internet Archive).
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Veröffentlichungsdatum:
Als Grune Chemie oder nachhaltige Chemie bezeichnet man die Art von Chemie die versucht Umweltverschmutzung einzudammen Energie zu sparen und so moglichst umweltvertraglich zu produzieren Gleichzeitig sollen Gefahren der Produktion und des Produkts vermieden werden Um diese Ziele zu erreichen sind die Entwicklung und Nutzung neuartiger Techniken notwendig So kann es z B nachhaltiger sein Kunststoffe oder Ethanol aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen statt aus Erdol Im Gegensatz zur grunen Chemie beschaftigt sich die Umweltchemie mit der Ausbreitung Umwandlung und den Wirkungen chemischer Stoffe auf die belebte und unbelebte Umwelt Inhaltsverzeichnis 1 Eigenschaften 2 Grundprinzipien 3 Kritik 4 Preise 5 Literatur 6 Weblinks 7 EinzelnachweiseEigenschaften BearbeitenDie grune Chemie bezieht sich auf alle Bereiche der Chemie wie die organische Chemie anorganische Chemie Biochemie analytische Chemie und physikalische Chemie und wird somit nicht nur im industriellen Bereich verwirklicht Das Konzept der Click Chemie wird oft als eine besonders grune Art der chemischen Synthese bezeichnet Im Jahr 2005 erklarte Ryōji Noyori drei wichtige Entwicklungen fur die grune Chemie Anwendung von uberkritischem Kohlenstoffdioxid als grunes Losungsmittel in Wasser gelostes Wasserstoffperoxid fur grune Oxidationen und der Gebrauch von Wasserstoff fur stereoselektive Synthesen Beispiele fur die Umsetzung von gruner Chemie sind Oxidationsreaktionen mit uberkritischem Wasser Supercritical Water Oxidation und losungsmittelfreie Reaktionen Dry Media Reaction Eine weitere Technik im Bereich der grunen Chemie ist das Bioengineering Zahlreiche wichtige Chemikalien konnen durch Synthesen in Mikroorganismen hergestellt werden z B Shikimisaure Eine Vielzahl von Plattformchemikalien lasst sich durch Pyrolyse aus lignocellulosischer Biomasse also aus Holz herstellen 1 Wege zu Polymeren basierend auf Fetten und Olen als nachwachsenden Rohstoffen wurden beschrieben 2 Grundprinzipien BearbeitenPaul Anastas von der Environmental Protection Agency und John C Warner entwickelten zwolf Grundprinzipien von Green Chemistry 3 Vermeidung von Abfall Abfall und Verschmutzung zu vermeiden ist gegenuber dem nachtraglichen Entsorgen und Aufarbeiten von selbigen zu bevorzugen Atomeffizienz Synthesen und Reaktionen sind so zu gestalten um im Endprodukt ein Maximum der Atome der beteiligten Edukte zu erreichen Sicherere chemische Umwandlungen Synthetische Methoden sollen vermieden werden die Edukte nutzen oder Produkte erzeugen die ein Risiko fur Mensch oder Umwelt darstellen Entwicklung sichererer Stoffe Bei der Entwicklung chemischer Stoffe sollen bei gleichzeitiger Ausubung ihres Nutzens auch auf eine Minimierung ihrer Toxizitat geachtet werden Sicherere Losungsmittel und Hilfsmittel Der Einsatz von Losungsmittel oder Hilfssubstanzen soll vermieden werden oder wenn es nicht anders geht so geringe Toxizitat wie moglich aufweisen Energieeffizienz Der Energieverbrauch soll vermindert werden und die Prozesse sollten moglichst bei Raumtemperatur und Atmospharendruck durchgefuhrt werden Erneuerbare Ressourcen Erneuerbare Ressourcen sollen bevorzugt werden Derivate reduzieren Anzahl der Zwischenstufen und oder Derivate z B Schutzgruppen soll reduziert oder moglichst ganz vermieden werden Derartige zusatzliche Schritte erfordern zusatzliche Reagenzien und verursachen zusatzlichen Abfall Katalysatoren Katalysatoren sind stochiometrischen Reagenzien zu bevorzugen Naturlich abbaubar Produkte sollen nach der Nutzung naturlich abgebaut werden konnen ohne der Umwelt zu schaden Echtzeituberwachung der Abfallvorsorge Die Echtzeituberwachung ist weiterzuentwickeln um Verunreinigungen im Prozess zu vermeiden Grundsatzliche Risikovermeidung Die Wahl von Edukten in chemischen Prozessen soll die potentielle Gefahr wie von Explosion Feuer unbeabsichtigter Freisetzung vermeiden Kritik BearbeitenDie chemische Synthese einiger Kraftstoffe wie Biodiesel Fettsauremethylester aus nachwachsenden Rohstoffen Ole und Fette wie z B Rapsol aber auch Altspeisefette und tierische Altfette sowie anderen Triglyceriden wird unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit vom Umweltbundesamt kritisch bewertet Biodiesel habe eine massige Okobilanz und sei volkswirtschaftlich als Kfz und Lkw Kraftstoff deshalb nicht sinnvoll allerdings sei die Verwendung als Kraftstoff in Sportbooten unter Aspekten des Gewasserschutzes empfehlenswert 4 Preise BearbeitenFur Leistungen auf diesem Gebiet vergibt die GDCh den Wohler Preis fur Nachhaltige Chemie Literatur BearbeitenMichael Angrick Klaus Kummerer Lothar Meinzer Hg Nachhaltige Chemie Erfahrungen und Perspektiven Reihe Okologie und Wirtschaftsforschung Band 66 Marburg Metropolis Verlag 2006 ISBN 3 89518 565 5 Bernd Beek Horst Neidhard Gunter Neumeier Wolfgang Lohrer Substitution umweltgefahrlicher Stoffe Wissenschaftsmagazin Okologie 8 77 90 Technische Universitat Berlin 1985 Green Chemistry s Industrial Strategies ParisTech Review Dec 2011 Ryoji Noyori Pursuing practical elegance in chemical synthesis In Chemical Communications Nr 14 2005 S 1807 1811 doi 10 1039 B502713F Hermann Fischer Horst G Appelhagen Chemiewende Von der intelligenten Nutzung naturlicher Rohstoffe Verlag A Kunstmann Munchen 2017 ISBN 978 3 95614 173 7 Weblinks BearbeitenLinkliste der ETH Zurich zur Grunen Chemie Memento vom 30 August 2011 im Internet Archive Einfuhrung Grune Chemie Institut fur Chemie und Biotechnologie ICBT der ZHAW Zurich CH Grune Chemie schaffen 12 Prinzipien der Grunen Chemie auch fur Nicht Chemiker Website des Journals Green Chemistry der britischen Royal Society of Chemistry Hanno Bock Die fossilfreie Chemiefabrik Von elektrischen Crackern und grunen Olefinen In Golem de 19 April 2022 abgerufen am 5 Mai 2022 Einzelnachweise Bearbeiten Tushar P Vispute Huiyan Zhang Aimaro Sanna Rui Xiao und George W Huber Renewable Chemical Commodity Feedstocks from Integrated Catalytic Processing of Pyrolysis Oils Science 330 2010 S 1222 1227 doi 10 1126 science 1194218 Michael A R Meier Jurgen O Metzger und Ulrich S Schubert Plant oil renewable resources as green alternatives in polymer science Chem Soc Rev 36 2007 S 1788 1802 doi 10 1039 B703294C 12 Principles of Green Chemistry American Chemical Society In American Chemical Society Abgerufen am 19 August 2016 Empfehlung des BUA zur Verwendung von Biodiesel in Sportbooten Memento vom 17 Marz 2008 im Internet Archive Normdaten Sachbegriff GND 7563215 9 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Grune Chemie amp oldid 237525937