شیمی سبز - جلسه اول

عنوان پروژه: شیمی سبز
زمینه: شیمی
مقطع تحصیلی: دبیرستان
تعداد جلسات: 5

خلاصه پروژه: در این پروژه با شیمی سبز و اصول آن آشنا میشویم. سپس با سوخت های زیستی آشنا شده و دو نوع سوخت زیستی را سنتز میکنیم.

اهداف جلسه:
· آشنایی با اصول شیمی سبز
· آشنایی با گرماسنجی

وسایل مورد نیاز:
· دسترسی به اینترنت
· 4 عدد بشر 250 میلی لیتری
· سه پایه و توری
· کالریمتر
· دماسنج
· 100 گرم نفت
· 100 گرم الکل
· 100 گرم روغن گیاهی
· 100 گرم پوست انواع میوه

مقدمه:
شیمی سبز شاخه ای از علم شیمی است که اهداف خود را معطوف به توسعه فرایندها و تولیداتی کرده است که مواد مضر محیط زیست را حذف یا کاهش می دهند. یکی از اهداف شیمی سبز جلوگیری از تولید آلاینده ها به جای تصفیه و حذف آن ها بعد از تولید است.

اصول شیمی سبز
1. پیشگیری از تولید مواد زائد بهتر از تصفیه و جمع آوری آن ها بعد از تولید است.
2. روش های ساخت مواد باید دارای طراحی بهینه باشند تا بیشترین استفاده از مواد واكنش دهنده انجام شود.
۳. تا آنجا كه امكان پذیر است روش های ساخت مواد برای انسان و محیط زیست فاقد خطر باشد.
۴. محصولات جدید باید بیشترین كارایی و كمترین میزان سمیت را داشته باشند.
۵. استفاده ازمواد كمكی مانند حلال ها به حداقل رسیده و در صورت نیاز ازمواد كم خطرتر استفاده شود.
۶. انرژی مورد نیاز فرایندها مقرون به صرفه بوده و حدالمقدور فرایندهای شیمیایی در دما و فشارمعمولی انجام شوند.
۷. از منابع تجدیدشونده استفاده شود.
۸ . تا آنجا كه امكان پذیر است مراحل فیزیكی و شیمیایی واكنش ها كوتاه شود.
۹ . از واكنشگرهای كاتالیزوری به جای واكنشگرهای استوكیومتری استفاده شود.
۱۰ . سعی شود محصولات فرایندهای شیمیایی به صورت زیست تخریب پذیر باشند.
۱۱ . روش های تجزیه ای برای كنترل لحظه به لحظه واكنش های شیمیایی طراحی و توسعه داده شوند تا بتوان در هر لحظه تولید مواد مضر راتشخیص داد.
۱۲. از مواد یا حالتی از مواد استفاده شود كه كمترین قابلیت نشت، انفجار و آتش سوزی را داشته باشد.      

انرژی سبز
انرژی سبز به منابعی از انرژی گفته می‌شود که در هماهنگی با محیط خود باشند و فرآیند تولید آن ها آلودگی‌های زیست محیطی به بار نیاورد.
در حال حاضر انرژی حاصل از باد، خورشید، گرمای درونی زمین و آب‌های روان به عنوان معروف‌ترین منابع (انرژی سبز) شناخته می‌شوند. همچنین به اعتقاد برخی کارشناسان (انرژی هسته‌ای) را نیز می‌توان با در نظر گرفتن ملاحظاتی از جمله انرژی‌های سبز به حساب آورد. به کار بردن کلمه سبز در کنار منابع انرژی فوق از آن جهت است که این منابع هم چون گیاهان دی‌اکسید‌کربن تولید نمی‌کنند. به طور سنتی تولید الکتریسته از منابع فوق رایج‌ترین نوع (انرژی سبز) محسوب می‌شود. امروزه انرژی‌های سبز تنها از نظر ملاحظات زیست محیطی مورد توجه نیستند. در حقیقت بیشتر دولت‌ها بحث انرژی‌های سبز را از جنبه اقتصادی پی می‌گیرند. به عبارت دیگر انرژی‌های سبز از آن جهت که (قابل تجدید) هستند، دولت‌ها را از نیاز به منابع تمام شدنی سوخت‌های فسیلی بی‌نیاز می‌سازند. انرژی‌های سبز دیگری نیز وجود دارند که در مقیاس‌های کوچک‌تر و محلی قابل استفاده هستند. مثلا دانشمندان از نیروی جزر و مد، نیروی موج سواحل، نیروی آبشارهای طبیعی و یا حتی گرمای حاصل از تجزیه غیرهوازی باکتری‌ها نیز استفاده می‌کنند.

سنجش انرژی انواع سوخت ها با توجه به اصل بهینه سازی انرژی شیمی سبز
انرژی از نکات کلیدی مورد توجه در شیمی سبز است. برای سنجش انرژی حاصل از سوختن می توان از کالریمتر بمبی استفاده کرد.


روش کار
ابتدا درب محفظه کالریمتر را برداشته و هر یک از سوخت ها را به ترتیب داخل محفظه قرار دهید و آن را از اکسیژن پر کنید سپس درب محفظه را بسته و دمای آب داخل کالریمتر را یادداشت کنید. پس از پایان یافتن واکنش سوختن نیز دمای آب را یادداشت کنید. اختلاف این دو گرمای با انرژی حاصل از سوختن هر ماده سوختی را نشان می دهد. جدول زیر را پر کنید و مشخص کنید که کدام سوخت انرژی بیشتری دارید؟


سوالات:
1. آیا زمان لازم برای سوختن در تعیین سوخت بهینه موثر است؟
2. در مورد گرماسنجی تحقیق کنید.



بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
تهیه: مینا رزقی و شایان فروزنده دل
تنظیم: زینب شاه مرادی