تستخدم العوامل المساعدة تجاريا بشكل واسع فى عمليات تقطير البترول وفى صناعة المواد الكيميائية ولقد بلغت مبيعات العوامل المساعدة عام 1992 ستة بلايين من الدولارات الأمريكية وكان نصيب الولايات المتحدة منها 2 بليون دولار. فأكثر من 60% من المنتجات الصناعية الكيميائية تتم باستخدام العوامل المساعدة. ويمثل استخدام هذه المواد عبئا على اقتصاديات عملية الإنتاج وكذلك على البيئة.
بعض العوامل المساعدة تلعب الآن دورا ملحوظا فى تقليل تلوث البيئة. فتستخدم العوامل المساعدة الآن لتحسين نوعية الهواء وذلك بإزاحة غازات NOx المنطلقة فى الهواء من عمليات مختلفة كما قللت استخدام المركبات العضوية سهلة التطاير.
والتحدى الواضح فى تصميم العوامل المساعدة التى ستستخدم فى القرن الحادى والعشرين هو:
• استحداث تصميم لاستخدام عوامل مساعدة حديثة تكون غير ملوثة للبيئة باستخدام الحاسوب.
• تطوير ليجندات ومذيبات (تستخدم فى تفاعلات العوامل المساعدة غير المتجانسة والتى تتم عند درجات حرارة عالية بحيث تكون أكثر ثباتا حراريا ومقاومة للأكسدة وبذلك تطيل من عمر العامل المساعد.
• تصميم العامل المساعد والعمليات وهندسة المفاعلات بما يساعد على فصل النواتج من مخلوط العامل المساعد.
• استحداث عوامل مساعدة اقتصادية.
• تقليل استخدام الطاقة.
وتستخدم فلزات العناصر الانتقالية فى تفاعلات الهدرجة كما تستخدم بنشرها على سطح مادة صلبة مثل السيليكا أو الألومنيا أو الكربون .
ومثال على استخدام العامل المساعد بحيث يحقق مطالب الكيمياء الخضراء هو عملية تحضير الأسيتالدهيد .
كان يتم هذا التفاعل باستخدام عامل مساعد تقليدى وهو PdCl2/ CuCl2 فى وسط مائى وفقا للمعادلة الآتية
CH2 = CH2 + ½ O2
تستخدم فى هذه الطريقة كمية كبيرة من العامل المساعد والتى تؤدي إلى تكوين كمية كبيرة من أيونات الكلوريد.
وهذا الكم الكبير من الكلوريد الناتج يمكن أن يتفاعل مع المركبات العضوية فيعطى مركبات عضوية مكلوره يكون لها تأثير ضار على صحة الإنسان وعلى البيئة.
طريقة الكيمياء الخضراء في إجراء هذا التفاعل:
استبدال CuCl2 بمتراكب الفاناديوم فى صورة بولى أحماض غير متجانسة (12) وفى هذه الحالة تستخدم كمية أقل من PdCl2 ويقل كمية الكلور الناتج من التفاعل أكثر من 100 إلى 400 مرة بالمقارنة بالأسلوب القديم للتفاعل .
كما أن فى هذه الحالة يسهل إعادة الحصول على العامل المساعد إلى صورته النشطة الأولى ويعاد استخدامه مرات ومرات .
بعض العوامل المساعدة تلعب الآن دورا ملحوظا فى تقليل تلوث البيئة. فتستخدم العوامل المساعدة الآن لتحسين نوعية الهواء وذلك بإزاحة غازات NOx المنطلقة فى الهواء من عمليات مختلفة كما قللت استخدام المركبات العضوية سهلة التطاير.
والتحدى الواضح فى تصميم العوامل المساعدة التى ستستخدم فى القرن الحادى والعشرين هو:
• استحداث تصميم لاستخدام عوامل مساعدة حديثة تكون غير ملوثة للبيئة باستخدام الحاسوب.
• تطوير ليجندات ومذيبات (تستخدم فى تفاعلات العوامل المساعدة غير المتجانسة والتى تتم عند درجات حرارة عالية بحيث تكون أكثر ثباتا حراريا ومقاومة للأكسدة وبذلك تطيل من عمر العامل المساعد.
• تصميم العامل المساعد والعمليات وهندسة المفاعلات بما يساعد على فصل النواتج من مخلوط العامل المساعد.
• استحداث عوامل مساعدة اقتصادية.
• تقليل استخدام الطاقة.
وتستخدم فلزات العناصر الانتقالية فى تفاعلات الهدرجة كما تستخدم بنشرها على سطح مادة صلبة مثل السيليكا أو الألومنيا أو الكربون .
ومثال على استخدام العامل المساعد بحيث يحقق مطالب الكيمياء الخضراء هو عملية تحضير الأسيتالدهيد .
كان يتم هذا التفاعل باستخدام عامل مساعد تقليدى وهو PdCl2/ CuCl2 فى وسط مائى وفقا للمعادلة الآتية
CH2 = CH2 + ½ O2
تستخدم فى هذه الطريقة كمية كبيرة من العامل المساعد والتى تؤدي إلى تكوين كمية كبيرة من أيونات الكلوريد.
وهذا الكم الكبير من الكلوريد الناتج يمكن أن يتفاعل مع المركبات العضوية فيعطى مركبات عضوية مكلوره يكون لها تأثير ضار على صحة الإنسان وعلى البيئة.
طريقة الكيمياء الخضراء في إجراء هذا التفاعل:
استبدال CuCl2 بمتراكب الفاناديوم فى صورة بولى أحماض غير متجانسة (12) وفى هذه الحالة تستخدم كمية أقل من PdCl2 ويقل كمية الكلور الناتج من التفاعل أكثر من 100 إلى 400 مرة بالمقارنة بالأسلوب القديم للتفاعل .
كما أن فى هذه الحالة يسهل إعادة الحصول على العامل المساعد إلى صورته النشطة الأولى ويعاد استخدامه مرات ومرات .
التسميات
كيمياء