A química verde permite o desenvolvimento tecnológico com danos…

A química verde permite o desenvolvimento tecnológico com danos reduzidos ao meio ambiente, e encontrar rotas limpas tem sido um grande desafio. Considere duas rotas diferentes utilizadas para a obtenção de ácido adípico, um insumo muito importante para a indústria têxtil e de plastificantes.

LENARDÂO,E. J. et al. Green chemistry - os 12 princípios da química verde e sua inserção nas atividades de ensino e pesquisa. Química Nova , n. 1, 2003 (adaptado).

Que fator contribui positivamente para que a segunda rota de síntese seja verde em comparação à primeira?

GABARITO: A

A análise das rotas sintéticas para a produção do ácido adípico permite identificar as melhorias propostas pela química verde na segunda rota em comparação à primeira, fundamentadas em princípios de sustentabilidade industrial.

1. Rota Tradicional: Processo complexo que ocorre em três etapas principais. Inicia-se com a oxidação do cicloexano a $180 \text{ °C}$ (etapa 1), seguida pela decomposição do intermediário hidroperóxido via catálise de $Cr(III)$ (etapa 2) e oxidação final com $HNO_3 \text{ 60\%}$ a $120 \text{ °C}$ (etapa 3). Gera subprodutos como $N_2O$ (gás de efeito estufa) e $CO_2$.
2. Rota Verde: Processo simplificado em etapa única. O cicloexeno é convertido diretamente em ácido adípico reagindo com $H_2O_2$ sob catálise de $Na_2WO_4$ entre $75\text{-}90 \text{ °C}$. O único subproduto gerado é a água ($H_2O$).
3. Princípio da Química Verde: A redução do número de etapas (prevenção de derivatização) é um dos 12 princípios fundamentais. Ao consolidar a síntese em um único passo, economiza-se energia, reduz-se o uso de reagentes auxiliares e minimiza-se a produção de resíduos intermediários.

Análise das alternativas:

• Correta. A Rota 2 é superior por ser realizada em um único passo reacional, enquanto a Rota 1 exige três transformações químicas distintas para chegar ao mesmo produto final.
• Incorreta. O aluno confunde a natureza 'limpa' do subproduto com a pureza química do isolado. Operação errada concreta: o aluno assume que a pureza é total pela falta de subprodutos complexos, obtendo o valor $P = 100\% / 100\% = 1$, ignorando que a água residual e o catalisador exigem etapas posteriores de separação.
• Incorreta. O aluno não reconhece o peróxido de hidrogênio como agente de oxidação. Operação errada concreta: o aluno identifica o reagente apenas como precursor de água, calculando a quantidade de reagentes oxidantes na rota verde como $0$.
• Incorreta. O aluno falha em identificar os elementos químicos no catalisador $Na_2WO_4$. Operação errada concreta: o aluno desconsidera o Sódio ($Na$) e o Tungstênio ($W$) como metais, operando com o valor numérico de $\text{Metais} = 0$ elementos metálicos.
• Incorreta. O aluno interpreta a menor temperatura de reação e a simplicidade da rota como ausência de custo energético na purificação. Operação errada concreta: o aluno assume o valor de $E = 0$ joules para a separação, desconsiderando a energia necessária para o aquecimento do meio e a destilação da água formada.