M. José Borges, M. Gabriela T. C. Ribeiro, Adélio A. S. C. Machado, Uso de métricas de verdura de interesse industrial no laboratório de síntese: energia, tempo e “verdura económica”, I Encontro em Ensino e Divulgação das Ciências, Porto, Julho, 2015.
2015-07-08

Autores:
M. José Borges
M. Gabriela T. C. Ribeiro
Adélio A. S. C. Machado *

Instituições:
LAQV/REQUIMTE, Departamento de Química da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
*Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

Resumo:
Apresenta-se um estudo sobre a introdução nos laboratórios de síntese de métricas de verdura para grandezas praticamente ignoradas pelos químicos académicos: intensidade de tempo (TI=tempo/massa do produto) e intensidade de energia (EI=energia/massa do produto). Estas métricas têm importância na prática da química industrial, sobretudo em termos ambientais e de custos de produção, devendo-se sensibilizar os alunos para isso. Avaliou-se também a verdura material com métricas: economia atómica (AE), eficiência de massa relativa (RME) e intensidade de massa (MI), bem como uma nova métrica, o nível de verdura atómica (AGL = RME/AE, AGL abrevia Atomic Greenness Level), métrica normalizada, dinâmica e mais sensível à verdura quando se otimiza uma síntese.2
Realizaram-se sínteses de acetato de 1-butilo, por reação de ácido acético glacial (excesso 1,9%) e 1–butanol, com catalisador Dowex 50W×2–100,3 mantas com e sem agitação, medindo-se o tempo e energia; usaram-se tempos de refluxo otimizados para 103/240 min, com/sem agitação, respetivamente, com rendimentos (ca. 85%) e pureza (ca. 96%) semelhantes.
Os resultados exemplificam vários aspetos relevantes para o ensino da QV: 1) por meio de métricas adequadas, mostrar no laboratório de síntese a importância da energia e do tempo, que influenciam os custos do fabrico industrial; 2) a verdura é complexa e requer abordagens holísticas que atendam à multidimensionalidade e permitam compromissos entre variáveis/dimensões conflituosas que a determinam (a abordagem reducionista dos químicos académicos é inadequada, pode transferir inadvertidamente o problema da falta de verdura de uma dimensão para outra); e, sobretudo 3) os compromissos finais podem ser estabelecidos fora do quadro da QV, para maximização do lucro – a velha “verdura económica” domina!

M.J.B. e M.G.T.C.R agradecem apoio da UE (FEDER/COMPETE) e FCT, projeto Pest-C/EQB/LA0006/2013.

REFERÊNCIAS
1. M. G. T. C. Ribeiro, A. A. S. C. Machado, Green Chem. Lett. Rev. 2013, 6, 1-18; idem, J. Chem. Ed. 2011, 88, 947
2. A. A. S. C. Machado Quim. Nova, 2014, 37, 1094
3. K. L. Williamson, R. D. Minard, K. M. Masters, Macroscale and Microscale Organic Experiments, Houghton Miffin Co, NY, 2007