Зеленая химия что это такое
Зелёная химия
Зелёная химия (Green Chemistry) — научное направление в химии, к которому можно отнести любое усовершенствование химических процессов, которое положительно влияет на окружающую среду. Как научное направление, возникло в 90-е годы XX века.
Новые схемы химических реакций и процессов, которые разрабатываются во многих лабораториях мира, призваны кардинально сократить влияние на окружающую среду крупнотоннажных химических производств. Химические риски, неизбежно возникающие при использовании агрессивных сред, производственники традиционно пытаются уменьшить, ограничивая контакты работников с этими веществами.
В то же время, Зелёная химия предполагает другую стратегию — вдумчивый отбор исходных материалов и схем процессов, который вообще исключает использование вредных веществ. Таким образом, Зеленая химия — это своего рода искусство, позволяющее не просто получить нужное вещество, но получить его таким путем, который, в идеале, не вредит окружающей среде на всех стадиях своего получения.
Последовательное использование принципов Зеленой химии приводит к снижению затрат на производство, хотя бы потому, что не требуется вводить стадии уничтожения и переработки вредных побочных продуктов, использованных растворителей и других отходов, — поскольку их просто не образуется. Сокращение числа стадий ведет к экономии энергии, и это тоже положительно сказывается на экологической и экономической оценке производства.
В настоящее время Зелёная химия как новое научное направление имеет большое число сторонников.
Содержание
Основные отличия
В то время как Химия окружающей среды изучает источники, распространение, устойчивость и воздействие химических загрязнителей; Химия для окружающей среды обеспечивает химические решения для того, чтобы избавиться от загрязнений. При этом существуют следующие возможные пути химических решений:
Первые два направления входят в область исследований Экологической химии; последнее направление представляет собой ту область, которой занимается Зеленая химия.
Двенадцать принципов зелёной химии
В 1998 году П. Т. Анастас и Дж. С. Уорнер в своей книге «Зеленая химия: теория и практика» [1] сформулировали двенадцать принципов «Зеленой химии», которыми следует руководствоваться исследователям, работающим в данной области:
Е. С. Локтева и В. В. Лунин добавили к этому списку дополнительный, 13-й принцип:
Основные направления
Пути, по которым развивается зелёная химия, можно сгруппировать в следующие направления:
В 2005 году Р. Найори (en:Ryoji Noyori) выделил три ключевых направления развития Зелёной химии: использование сверхкритического CO2 в качестве растворителя, водного раствора перекиси водорода в качестве окислителя, и использование водорода в асимметрическом синтезе. [3]
Новые пути синтеза
Наиболее распространенный — использование катализатора, который снижает энергетический барьер реакции. Некоторые из новейших каталитических процессов обладают очень высокой атомной эффективностью. Так, например, процесс синтеза уксусной кислоты из метанола и CO на родиевом катализаторе, разработанный фирмой Монсанто, протекает со 100 % выходом:
Другое направление — использование локальных источников энергии для активации молекул (фотохимия, микроволновое излучение), позволяющих снизить затраты энергии.
Замена традиционных органических растворителей
Большая надежда возлагается на использование сверхкритических жидкостей (в основном, углекислый газ и вода, в меньшей степени — аммиак, этан, пропан и др.)
Сверхкритический CO2 уже широко применяется в качестве безвредного, экологически чистого растворителя — например, для экстракции кофеина из кофейных зёрен, эфирных масел из растений и в качестве растворителя для некоторых химических реакций.
Другими примерами являются реакции окисления, протекающие в сверхкритической воде (en:Supercritical water oxidation), реакции, протекающие в водной эмульсии (en:On water reaction), а также реакции без растворителей (включая твердофазные реакции).
Еще одно перспективное направление это использование ионных жидкостей. Они представляют собой жидкие соли при низких температурах. Это новый класс растворителей, которые не имеют давления насыщенного пара и поэтому не испаряются и не являются горючими. Имеют очень хорошую способность растворять широкие гаммы веществ, в том числе и биополимеры. Их возможное количество виртуально не ограничено, и они могут быть получены с любыми заданными наперед свойствами. Кроме того, они могут быть получены из возобновляемых источников, быть не токсичными и не опасными для окружающей среды и человека.
Возобновляемые исходные реагенты
Ещё один путь, ведущий к целям «зеленой химии», — широкое использование биомассы вместо нефти, из которой химические предприятия творят сейчас все многообразие веществ — конструкционные материалы, химикаты, лекарства, парфюмерию и многое, многое другое.
С 70-х годов XX века в Бразилии, ЕС, Китае, США и других странах построено множество заводов, которые сегодня дают порядка 75 млрд л или ок. 60 млн т топливного спирта (данные 2009 г.), полученного биотехнологическим путём из сахарного тростника, кукурузы, свеклы, патоки и др. источников. Также быстро растет производство эфиров жирных кислот («биодизеля») и, в последнее время, целлюлозного этанола(см. также Биоэтанол, Биотопливо).
Работает несколько мощных заводов по получению молочной кислоты из глюкозы, полученной из мелассы и отходов целлюлозы. Производительность такого предприятия близка к теоретической: из килограмма глюкозы производится килограмм молочной кислоты. Полученная дешёвая молочная кислота и ее ангидрид (лактид) далее используются в производстве биоразлагаемого полимера — полилактида.
К целям зелёной химии относится также разработка путей эффективного использования такого сырья, как лигнин, который пока не нашёл широкого применения.
Биотехнология
Биоинженерия также рассматривается в качестве перспективной техники для достижения целей Зелёной химии. Ряд промышленно важных химических соединений может быть синтезирован с высокими выходами с помощью биологических агентов (микроорганизмов, вирусов, трансгенных растений и животных).
Зеленая химия
Содержание статьи
Данное направление в науке начало путь с 90-х годов 20 века. За короткий промежуток времени нашлось немало сторонников сообщества, они поддержали и продолжили развитие. Актуальные схематические графики реакций и процессов, разработанные в лабораториях по всему земному шару, сокращают пагубное воздействие на внешнюю среду крупномонтажным производством. Во время эксплуатации агрессивной среды возникает химическая опасность. Директорский состав предприятий уменьшает риск путём ограничения контакта работников с химическими веществами.
Предмет Зелёной химии
Члены научного химического общества осознали, что химическое производство, осуществляемое на данный момент времени, не имеет права на дальнейшую жизнь. Данное направление необходимо модернизировать в короткие сроки. Учитывая, что в обществе начинается первое движение хемофобии – негативное отношение к проявлению химии в быту и в жизни.
Отрицательное отношение людей к химическому производству оправдывается несколькими пунктами, которые каждый наблюдал не раз в своей жизни. Это закопченные трубопроводы химических заводов, ядовитые выхлопные газы, пищевые добавки низкого качества, планомерные выбросы в водоёмы химического мусора и последующее загрязнение, техногенные катастрофы и пр. Если суммировать эти факторы, то человек сам себя уничтожает и делает это осознанно и планомерно.
Данный вид производства имеет как положительную, так и отрицательную сторону – нагрузку на внешнюю среду и низкую безопасность природы, животных и человека. На основании статистических данных создана глобальная стратегическая цель. Она заключается в трансформации химической отрасли в более благоприятную. Данным методом сформирован новый алгоритм мышления под названием зеленая химия.
Принципы зеленой химии
Ученые 20 века думали: конечная цель химической промышленности – получение достойной прибыли. В 21 веке профессора, кандидаты наук и многие другие известные деятели химического направления прислушались и последовали совершенно новой и актуальной КУР (концепции устойчивого развития). Она включает в себя удовлетворение потребностей современного общества без вреда для потомков. КУР стала базой для создания двенадцати правил зеленой химии
12 принципов зеленой химии:
Таблица. Величины Е-фактора для различных отраслей промышленности.
Правила Зеленой химии
Эти правила выделяют четыре принципа.
Первый принцип зеленой химии
Главный принцип зеленой химии основывается на предотвращении образований химических загрязнений, чем попытки избавится от последствий. Реализовать такой процесс создания продукта, чтобы выделение побочных было минимальным, и представляли собой безвредные вещества, либо не образовывались вовсе. В XXI веке органическая химия использует водород в роли восстановителя. Нет необходимости утилизации, т.к. он трансформируется в воду. Как окислитель используется оксид азота. Он трансформируется в азот.
Второй принцип зеленой химии
Второй принцип заключается в эффективности превращений. Изначально при синтезе веществ планируется минимальное количество образований неиспользованных отходов. Это достигается путём скрупулезных расчетов, в них учитывается полный список исходных материалов, которые войдут в продукт и их безвредное использование.
Третий принцип зеленой химии
Третий принцип основывается на энергии затрачиваемой на процесс производства. Основная цель минимизировать энергетические затраты. Весь процесс должен проводиться при определенных температурных условиях и давлении. Чтобы преодолеть энергетический барьер по технологическим правилам предусмотрено поддерживать высокую температуру. Он разделяет реагенты от продуктов. Производится отбор катализаторов, он снизит уровень барьера и позволит осуществить реакцию в доступных условиях и температурных условиях.
Четвертый принцип зеленой химии
Заключительное правило тесно взаимосвязано с безопасностью производства. Реагенты и катализаторы тщательно отбираются, благодаря этому опасность минимизируется. К перечню несчастных случаев относятся: утечки, взрывы, пожары. Учёные химического сообщества 21 века не только задаются вопросом, как получить химический продукт, но и безопасной утилизацией после срока эксплуатации. Качественные продукты зеленой химии подвергаются постепенному разложению под воздействием ряда факторов, и не задерживаются во внешней среде. Факторами, влияющими на процесс распада, выступают: вода, свет и микроорганизмы. Отметим полезность биоразлагаемых продуктов поликарбонатов.
На данный момент существует три метода реализации зеленого проекта, которые можно с уверенностью назвать перспективными:
Последний пункт следует рассмотреть детальней. Работа растворителя заключается в:
Большое количество растворителей являются летучими органическими веществами. Они огнеопасны, токсичны и взрывоопасны, т.к. это переработанный нефтепродукт.
Исключить их из процесса можно:
Недостатком данного газа считается заниженная химическая реакция. При работе с ним требуется специальный отбор катализатора. Отличная замена традиционному растворителю. Раньше человек использовал для производства химические реагенты только экономичные, они пытались минимизировать расходы и увеличить доход. Их не интересовало качество конечного продукта, его безопасность для людей и внешней среды. Люди осознали реальную цену жизни и место финансов в ней. Главное забота о потомках, которым предстоит жить в мире, создаваемом нами. Человеку стоит искать способы для получения необходимых веществ по альтернативному экологически безопасному пути. Они будут жить на благоприятной для них планете с чистой внешней средой.
Перспективы зеленой химии
Зеленая химия в лучшем воплощении — это уникальный вид искусства, который разрешает получить необходимый химический продукт и делает это мягко, чтобы не навредить внешней среде. Используя данный метод, снижаются статьи производственных расходов за счет ликвидирования нескольких стадий производственного процесса. К этим стадиям относят утилизацию вредных остаточных продуктов, растворителей, бывших в употреблении и прочих отходов, т.к. они не образуются.
Сокращение данных стадий — это прямой путь к экономичному использованию энергии, что даёт положительный эффект для внешней среды, но и финансовой оценке. Исследования, проводимые в отрасли зеленой химии, полезны и в науке. Резкая смена традиционных путей получения конечных химических товаров открывает перед учеными новые данные. Они могут взглянуть на реализованную формулу под другим углом и увидеть в работе. Они в последующем дополняют и корректируют формулы и списки реагентов, которые не окажут влияния на благосостояние человека и природы в целом.
У исследователей есть 12 устоявшихся принципов, от которых они могут отталкиваться при работе в экологичном производстве. Проблемы данного направления расформируем на несколько.
Первое занимается только утилизацией побочных продуктов производства, которые считаются опасными для флоры и фауны.
Второе направление созданием и разработкой новых процессов для промышленности. Они позволят полномасштабному химическому производству полностью отказаться от ядохимикатов, даже побочных. Или сведет их применение и выделение к минимальной точке.
материалы по теме
Химические материалы, производимые в ЕС, подлежат регистрации в Европейском агентстве Хельсинки
Вплоть до 31 мая 2018 года все химические материалы, которые производятся в Европейском сообществе в количестве от 1 тонны в год или импортируются должны быть зарегистрированы в Европейском агентстве химических продуктов в Хельсинки.
Представлены нормы предельно допустимых концентраций химических веществ
Научно-исследовательская организация Германии представила список предельно допустимых концентраций и значений биологических доз химических веществ, применяемых в производстве изолирующих лаков.
Отрасль химической промышленности
В наше время, лакокрасочная промышленность является востребованной отраслью. Она позволяет соединить воедино многие направления химической промышленности, способствуя их совершенствованию и дальнейшему развитию.
Зеленая химия что это такое
ЗЕЛЕНАЯ ХИМИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
Доцент, к.х.н. Е.В.Голубина
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова
НОЦ «Химия в интересах устойчивого развития – Зеленая химия»
Что такое «Зеленая химия»?
В начале 1990-х годов по инициативе администрации Б. Клинтона отдел по токсикологии и предотвращению загрязнений Агентства США по Охране окружающей среды (U.S. EPA Office of Pollution Prevention and Toxics) организовал деятельность в рамках Программы президента по Зеленой химии. Взаимодействие между разработками Агентства США по Охране окружающей среды и технологиями устойчивого развития привело к возникновению понятия «Зеленая химия», которое представляет собой своего рода философию. В то время как многие национальные и международные программы направлены на предотвращение загрязнения и решения проблем окружающей среды, зеленая химия делает уникальный акцент на предотвращении загрязнений на самых начальных стадиях планирования и осуществления химических процессов.
Зеленая химия является принципиально новым инновационным подходом к сокращению или полному отказу от использования опасных и токсичных химических веществ. Зеленая химия – это принципиально новый подход к решению экологических проблем, заключающийся в использовании чистых и менее загрязняющих окружающую среду промышленных процессов и гарантирует, что производители берут на себя ответственность за производимые продукты.
Таким образом, проведение химических процессов в соответствии с принципами зеленой химии рассматривается как с точки зрения получения необходимых веществ и потребительских товаров, так и возможных последствий для общественного здоровья и окружающей среды.
Почему мы нуждаемся зеленой химии?
Потребители часто не имеют полной информации о химических веществах и продуктах или о возможных негативных последствиях, вызванных этими химическими веществами. С тысячами химических веществ, которые мы используем сегодня, совершенно невозможно, да и не нужно, разбираться обычным людям. Для этой цели должны быть всеобъемлющие подходы, которые действуют еще до того, как продукты попадают к потребителям. Причем это должно касаться как обычных продуктов питания, так и многотонажных промышленных производств. Именно Зеленая химия является долгосрочным рычагом управления охраной окружающей среды, способствует общественному здравоохранению и помогает сохранить окружающую среду для будущих поколений.
В чем заключается разница между наукой об окружающей среде и Зеленой химией?
Оба этих направления устремлены на поиски путей, которые сделают мир лучше. Они, безусловно, взаимосвязаны друг с другом. Наука об охране окружающей среды устанавливает источники, разъясняет механизмы и оценивает проблемы окружающей среды. Зеленая химия ищет пути решения этих проблем, создавая безопасные альтернативные технологии. Следует помнить, что не смотря на общие глобальные цели, зеленая химия и химия об окружающей среде – это разные науки. Цель зеленой химии – предотвращение загрязнения в процессе создания химических продуктов или процессов, т.е. предотвращение загрязнения на самых начальных стадиях планирования и осуществления химических процессов.
Перечислите все 12 принципов Зеленой химии. Поясните каждый из этих принципов.
В 1998 году П.Анастас и Дж.Уорнер в книге «Зеленая химия: Теория и практика» [Anastas, P. T.; Warner, J. C. Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press: New York, 1998] сформулировали 12 принципов Зеленой химии. Эти принципы отражают деятельность научного сообщества, промышленности и государственных органов, направленную на снижение или устранение использования опасных материалов и химических процессов.
На чем основаны общие подходы к оценке эффективности проведения процессов с точки зрения зеленой химии?
Подход Зеленой химии привлекает для оценки промышленного процесса большое количество факторов, таких как стоимость реагентов, оборудования и труда; затраты на утилизацию отходов и побочных продуктов, обработку и очистку реагентов и целевого продукта; расходы на транспортировку; обеспечение хранения и специального оборудования; расходы на обеспечение дополнительных мер предосторожности и многие другие. Конечно, если рассматривать каждый их перечисленных факторов в отдельности, то иногда может показаться, что соответствие принципам зеленой химии только увеличивает стоимость процесса. Например, большая доля гетерогенных катализаторов содержит дорогостоящие благородные металлы. Однако повышение селективности химического процесса автоматически снижает затраты на обработку и утилизацию отходов. В результате общая себестоимость процесса часто будет ниже, не смотря на дорогую стоимость катализатора.
Аналогичные рассуждения верны и для принципа №3, который говорит, что Методы синтеза по возможности следует выбирать так, чтобы используемые и синтезируемые вещества были как можно менее вредными для человека и окружающей среды. Использование даже не очень токсичных соединений существенным образом увеличивает затраты на процесс, начиная со стадии их покупки, расходов на транспортировку, обеспечение хранения и специального оборудования, расходы на обеспечение дополнительных мер предосторожности и т.д. Переход в химических технологиях к нетоксичным реагентам, несомненно, является выгодным как с экологической, так и с экономической точек зрения.
Какие количественные характеристики используют для оценки процессов с точки зрения Зеленой химии?
Для количественной оценки химических производств существует две основные характеристики: Е-фактор и атомная эффективность. Обе эти величины были введены профессором Рождером Шелдоном, который является мировым авторитетом в области зеленой химии и катализа, автором более 400 научных публикаций, в том числе книги «Зеленая химия и катализ».
Величина Е-фактора определяется как отношение массы всех побочных продуктов (которые формально являются отходами производств) к массе целевого продукта. Таким образом, расчет значения Е-фактора для процесса позволяет оценить степень использования сырья и количество образующихся отходов. Естественно, что чем больше Е-фактор, тем менее «зеленой» является реакция или процесс. Величина Е-фактора может изменяться в очень широком диапазоне, причем для различных отраслей промышленности (Таблица 1).
Таблица 1. Величины Е-фактора для различных отраслей промышленности
[R.A. Sheldon, in «Precision Process Technology» (eds. M.P.C. Weijen and A.A.H. Drinkenburg), Kluwer, Dordrecht, 1993, p. 125]
Так, например, процессы нефтепереработки величины Е-фактора обычно невысокие, поскольку все фракции нефти в дальнейшем используют и очень велика доля каталитических процессов с высокой селективностью. Из приведенной таблицы видно, что чем более тонко надо проводить синтез и чем сложнее вещество необходимо получить, тем выше становится величина Е-фактора. Максимальное значение Е-фактор имеет для процессов синтеза лекарственных препаратов. Современные лекарства – это не просто сложные химические вещества, часто это особо чистые изомеры (структурные, оптические и др.), в их синтезе и выделении используется огромное количество дополнительных химических веществ, таких как растворители, экстрагенты, и др.
Атомная эффективность – другой количественный показатель, введенный Р.Шелдоном. Ее рассчитывают как отношение молярной массы целевого продукта к сумме молярных масс всех остальных продуктов в стехиометрическом уравнении химической реакции: 
Фактически, атомная эффективность рассматривает степень полезного использования химических элементов, входящих в состав исходных соединений. Чем ближе атомная эффективность к 100%, тем более зеленой является данная реакция. Рассмотрим в качестве примера несколько химических реакций: 
Для перечисленных выше реакций все химические элементы, которые составляют исходные вещества, входят в состав целевого продукта, и величина атомной эффективности равна 100%.
Для большого набора химических реакций повысить величину атомной эффективности можно используя катализатор. Рассмотрим реакцию, представленную на схеме: 
Осуществить превращение изобутилена в третбутиламин можно некаталитически в две стадии (путь 1) двустадийным некаталитическим путем. В этом случае атомная эффективность суммарного процесса составляет всего 15 %. В тоже время проведение реакции каталитическим способом (путь 2), предложенным фирмой BASF, повышает атомную эффективность до 100%. Кроме того, для этой реакции использование катализатора позволило отказаться от применения ядовитых реагентов, таких как синильная кислота.
Бывают, однако, химические реакции, в которых атомная эффективность никогда не может быть равной 100%. К таким реакциям, например, относится реакция нейтрализации, в которой образование воды является обязательным условием: 
Также атомная эффективность не может быть равна 100 %, например, для реакций замещения и элиминирования.
Почему в зеленой химии используют величину атомной эффективности (и E-фактор), а не используют для оценки реакции выход целевого продукта?
Понятие выход продукта очень важно для описания химической реакции, но оно не дает описания полной картины реакции, а характеризует только количество целевого продукта. Для более понятного объяснения рассмотрим понятия выход и Е-фактор на примере реакции: 
Полагая, что реакция проходит с 100% выходом целевого продукта, можно рассчитать, что из 118 г и 31 г исходных соединений (СН3СН2СООСН2СН3 и СН3NH2, соответственно) образуется только 103 г целевого продукта. Атомы, входящие в состав молекулы C2H5OH, фактически входят в состав отходов, которые только в некоторых случаях можно использовать с выгодой, а чаще необходимо утилизировать. Значение атомной эффективности позволяет анализировать количество превращенных атомов.
Для рассмотренной реакции величина атомной эффективности равна:
Таким образом, 30,9% от исходных веществ необходимо утилизировать.
Анализируя различные типы реакций, не сложно заметить, что некоторые из них проходят без потери атомов исходных компонентов. К таким реакциям относятся, например, реакции присоединения и перегруппировки:
Для реакции присоединения:
Фактор атомной эффективности равен 100%:
Аналогично для реакции перегруппировки
Таким образом, понятия Е-фактор и атомная эффективность гораздо лучше оценивают экологическое воздействие процессов, чем выход целевого продукта.
Что такое возобновляемые ресурсы и почему они эффективнее для использования с точки зрения зеленой химии?
Один из принципов Зеленой химии связан с использованием возобновляемых ресурсов вместо ископаемых. Сегодня ни для кого не секрет, что ископаемые ресурсы планеты исчерпываются. В связи с этим встает необходимость перехода к тем ресурсам, запасы которых могут быть пополнены. Если говорить более строго, то к возобновляемым природным ресурсам относят такие ресурсы, запасы которых или восстанавливаются быстрее, чем используются (или скорость их восстановления сравнима со скоростью расходования), или не зависят от того, используются они или нет. Например, к возобновляемым природным ресурсам относится растительное сырье (древесина, злаковые культуры и др.). Некоторые ресурсы, которые относят к возобновляемым, на самом деле не восстанавливаются и когда-нибудь будут исчерпаны. К ним относятся, например, солнечная и геотермальная энергии. «Зеленым» направлением развития химической промышленности является синтез топлива из биологического возобновляемого сырья (биотопливо). На сегодняшний день существует большое количество проектов на эту тему, предлагающие переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои.
Какие из перечисленных ресурсов и источников энергии относятся к возобновляемым? Солнечная энергия, уголь, природный газ, геотермальная энергия, энергия ветра, биомасса, нефть.
Из перечисленного к возобновляемым ресурсам и источникам энергии относятся биомасса, солнечная энергия, геотермальная энергия и энергия ветра.
Что такое биодизель? Какие еще биотоплива Вы знаете?
На сегодняшний день основными видами «растительного» топлива, который применяется для бензиновых двигателей, являются биодизель и биоэтанол. Последний производят из сахарной свеклы, пшеницы, кукурузы и сахарного тростника. В сущности, это обычный спирт, при изготовлении которого для нужд энергетики, конечно, существуют свои технологические особенности.
В качестве автомобильного топлива этанол по некоторым параметрам превосходит бензин. В нем гораздо меньше примесей (например, серы), а октановое число по исследовательскому методу достигает 125 единиц. Однако заправлять большинство серийных автомобилей биоэтанолом в чистом виде пока нельзя. Поэтому этанол иногда используют как высокооктановую добавку в привычный бензин, а соответствующее топливо маркируют буквой Е, например, маркировка бензина Е10 (10% этанола). Наибольшее распространение биотопливо получило в Бразилии, ископаемые запасы в которой невелики, а вот климат вполне способствует выращиванию растительного сырья. Еще одним преимуществом биотоплива считают сокращение выбросов парниковых газов. Конечно, это совсем не оцначает, что при сгорании биотоплива образуется меньше диоксида углерода. При сгорании биотоплива в атмосферу возвращается углерод, который ранее поглотили растения, поэтому углеродный баланс планеты остаётся неизменным. В тоже время при сжигании ископаемого топлива «законсервированный» углерод поступает а атмосферу.
Диоксид углерода (CO2) является парниковым газом. Почему его называют «зеленым» растворителем и широко используют?
Диоксид углерода используют в процессах в качестве растворителя не случайно. Во-первых, он является побочным продуктом многих химических процессов и его дальнейшее использование снижает выбросы СО2 в атмосферу.
Кроме того, использование СО2 позволяет заменить вредные для здоровья органические растворители. Таким образом, одновременно решаются несколько проблем.
В-третьих, энергетические затраты при проведении реакции с использованием диоксида углерода в качестве растворителя значительно ниже, чем при использовании других растворителей. Так, если реакция проводится в воде, необходимо затратить большое количество энергии на ее выпаривание.
Как можно использовать газообразный диоксид углерода для растворения жидких или твердых органических веществ?
Диоксид углерода – одна из наиболее простых молекул, она хорошо известна в течение многих веков. Однако интерес к использованию СО2 в качестве растворителя возник не так давно, причем используют его не в газообразном состоянии, а сверхкритическом.
Всем хорошо известно, что вещества могут находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях. Но помимо них существует сверхкритическое состояние, в котором свойства жидкости и газа перестают различаться. Критической точке на диаграмме состояния вещества соответствуют предельная точка на кривой равновесия жидкости и пара (Рис.1). В этом состоянии свойства веществ меняются по сравнению с жидким состоянием. Например, вода в сверхкритическом состоянии становится неполярной и хорошо растворяет органические соединения, нерастворимые в жидкой воде.
Если сравнить параметры критической точки для различных веществ, видно, что для СО2 величины критических температуры и давления намного ниже, чем для воды (см. Таблицу).
Таблица. Величины критических параметров
Рис. 1. Диаграмма состояния СО2; линии отвечают равновесию между состояниями. 
Все эти преимущества сделали диоксид углерода привлекательным для промышленности реагентом, который широко используют, например, для изготовления растворимого кофе и картофельных чипсов.
Вода – это «универсальный растворитель». Почему же ее не считают более безвредным экологически растворителем, чем СО2?
Как бы это ни казалось противоречивым, вода не относится к самым «зеленым» растворителям. Растворимость соединений в воде обычно выше, чем, например, в СО2. В результате увеличивается риск загрязнения окружающей среды в случае выброса такой загрязненной воды в атмосферу.