Principal Objetivo:
Aprender sobre las sustancias nocivas para el ser humano y
el medio ambiente que son producidas en la fabricación de un producto de uso
común y métodos para disminuir tanto el daño como la creación de estas desde el
diseño del mismo producto.
Procedimiento:
1-
Busque
en fuentes confiables un proceso químico industrial e investigue sus etapas de
producción, las reacciones químicas involucradas y sus aplicaciones.
2-
Realice
un reporte sobre las sustancias químicas nocivas para el ser humano y el medio
ambiente que produce.
3-
Mencione
si el proceso químico seleccionado cumple con los principios de la química
sustentable.
Resultados:
Abordaremos la síntesis del paracetamol a partir del
nitrobenceno:
Materiales
utilizados:
Nitrobenceno- Nocivo para organismos acuáticos, puede
ocasionar náuseas y dolor de cabeza si es inhalado.
NH4Cl- Produce irritación en la mucosa y en los ojos.
Zinc en polvo- Produce irritación leve y no es dañino en
condiciones normales de uso
Cloruro sódico- Produce irritación leve, no es toxico para
el medio ambiente.
H2SO4 concentrado- Altamente corrosivo, puede producir
quemaduras e incluso la muerte. Es perjudicar para todo tipo de vida.
Anhídrido acético- Puede provocar enrojecimiento de la
piel, tos, ampollas y sensación de quemazón. Al contacto con agua forma ácido
acético.
Bicarbonato sódico- Irritación leve ante contacto
prolongado, no presenta peligros ambientales significantes.
Acetato de etilo- Irritación e inflamación al contacto
prolongado, peligroso para el ambiente.
Procedimiento:
a)
Síntesis
de la N-fenilhidroxilamina:
En un vaso de precipitado de 500 ml se añaden sobre 160 ml
de agua, 5 g de cloruro amónico y 8,3 ml de nitrobenceno recién destilado. La
mezcla se calienta a 60º agitando vigorosamente y se añaden en pequeñas
porciones 12 g de zinc en polvo durante unos 10 minutos manteniendo la temperatura
entre 60º y 65 º C. Se mantiene la agitación durante 15 minutos más, e inmediatamente
se filtra en un Büchner para eliminar el óxido de zinc. El sólido se lava con
20 ml de agua y las aguas de filtrado se transfieren a un erlenmeyer y se
saturan con cloruro sódico adicionando aproximadamente 40 g. A continuación, se
introducen en un baño con hielo hasta la aparición de un precipitado amarillo
claro, que se filtra en un Büchner, se pasa unos minutos una corriente de aire
y se utiliza en el siguiente paso.
b)
Síntesis
del p-nitrofenol:
A un matraz de 250 ml, enfriado en un baño de hielo, se
adicionan 14,8 g de hielo picado, 4,9 ml de ácido sulfúrico concentrado, gota a
gota, y seguidamente 1,2 g de N-fenilhidroxilamina. A continuación, se diluye a
la mezcla de reacción con 98 ml de agua. Se acopla el refrigerante de reflujo y
el conjunto se refluye durante 15 minutos. Al cabo de este tiempo, se lleva
hasta temperatura ambiente la reacción, y se neutraliza en frío adicionando una
disolución saturada de bicarbonato sódico, se añade cloruro sódico hasta saturación,
y se extrae con acetato de etilo (3x20 ml). Se reúnen los extractos orgánicos,
se secan con sulfato sódico anhidro y se elimina el disolvente a presión
reducida, para obtener un sólido de color rojizo que se emplea en la siguiente
etapa.
c)
Síntesis
del paracetamol:
En un erlenmeyer conteniendo 3,3 g de de p-aminofenol y 9
ml de agua, se añaden gota a gota con precaución 3,6 ml de anhídrido acético,
agitando constantemente la mezcla. A continuación, se calienta en un baño de
agua a 60 ºC hasta la disolución completa del sólido. Se mantiene la agitación
durante 10 minutos adicionales y seguidamente se enfría la disolución en un
baño de hielo hasta la aparición de un producto cristalino levemente rosado.
Los cristales se filtran en un Büchner y se pesan una vez seco. Se determina el
punto de fusión y se calcula el rendimiento global.
12 principios de
la química sustentable:
1-
Produce
pocos residuos, sí lo cumple
2-
Incorpora
casi todos los materiales utilizados en el proceso, sí
3-
Prácticamente
todos los materiales utilizados son de escasa toxicidad, sí
4-
El
paracetamol tiene escasa toxicidad en uso normal, sí
5-
Las
sustancias auxiliares son inocuas, sí
6-
Se
usa presión normal y se eleva a 66C, no
7-
Se
utilizan materiales renovables, sí
8-
No
se generan derivados, sí
9-
Sí
10- Es considerado pseudo-persistente, pero es
absorbido dentro de sedimento donde es degradado por varios microorganismos, sí
11- Sí es monitoreado en tiempo real
12- Se trata de minimizar los accidentes químicos,
sí
Conclusión:
La fabricación de las muchas sustancias químicas que
utilizamos día a día lleva un complejo proceso detrás de este, generando toda
clase de sustancias peligrosas que deben ser tratadas con el debido cuidado, en
el caso del paracetamol es un proceso bastante seguro tanto para el ser humano
como para el medio ambiente.
