KIMIA MASA DEPAN

BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang
Ilmu kimia merupakan salah satu disiplin ilmu yang sudah ada sejak dulu dengan berbagai referensi perubahan kimia dan membahas tentang sifat alami suatu zat atau materi dari masa bangsa Mesir kuno dan Yunani. Kimia modern berawal dengan munculnya ahli kimia pada abada ke-17 dan abad ke-18 yaitu Boyle dan Lavoisier, kedua ilmuan ini yang memimpin perkembangan kimia dua abad tersebut. Di abad ini, muncullah delapan orang ahli kimia dengan satu spektrum lebar dari tampilan daya tarik bagi masa depan dan berbagai penemuan di bidang masing-masing untuk mengembangkan ilmu kimia di masa yang akan datang. Meskipun penelitian terus meningkat dengan baik, artikel secara kasar dibagi ke dalam area ilmu kimia tradisional. Artikel ini merupakan catatan yang menarik karena berbagai tema artikel yang berisi daya yang berkelanjutan. Alat-alat kimia digunakan untuk penyelidikan biologi dan alat analisis kimia yang berdasarkan percobaan dan teori yang ada. Struktur  dan ikatan merupakan inti dari disiplin ilmu kimia, terutama anorganik kimia, sedangkan penggunaan yang lebih lemah  gaya intermolekul dan supermolekuls yang merupakan satu bidang dengan banyak statis untuk eksplorasi. Untuk mulai, tempat pusat dari sintesis ilmu kimia ditekankan dan berkelanjutan ke tempat pengetahuan  ilmu kimia (Ryoji, 2009).
Hasudungan (2004) mengatakan kita jangan larut pada perkembangan ilmu itu sendiri, tanpa diikuti dengan bagaimana pendekatan ataupun proses pembelajaran yang efektif sehingga materi pendidikan kimia menjadi menarik dan diharapkan melalui ilmu kimia perkembangan ilmu dan teknologi akan lebih pesat ke depan.




B.    Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah penulisan makalah ini adalah:
1.    Apa peranan kimia di masa depan?
2.    Apa dan bagaimana Green Chemistry?

C.    Tujuan
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui:
1.    Peranan kimia di masa depan
2.    Green Chemistry



 
BAB II
PEMBAHASAN

A.    Peranan Kimia di Masa Depan
Ilmu kimia memiliki peranan penting dalam sains dan sintetis kimia. Ryoji Noyori (2009) mengatakan bahwa sintetis kimia seharusnya fokus pada disiplin ilmu masing-masing.
Kimia mengkaji  struktur dan karakteristik dari  unsur pada  taraf atomis dan molekular, dan untuk menciptakan  senyawa sesuai dengan sifat dan fungsi yang diinginkan. Untuk  sekarang dan di masa mendatang, inti dari pengetahuan ini  adalah untuk digabungkan dengan bidang lain yang menghasilkan  pengetahuan lebih spesifik. Dari hal tersebut, ilmu kimia menuntut paling tinggi taraf dari kreatifitas ilmiah dan pengetahuan yang mendalam ke  eksplorasi yang semaksimal mungkin.
Dengan ilustrasi di atas, ilmu kimia dengan cepat telah memperluas ke dalam  bidang ilmu yang mempelajari hidup, seperti yang dungkapkan oleh  James Watson (1962 Penyair Agung untuk  Fisiologi atau Perobatan) ketika dia mengatakan “ Hidup  berasal dari materi kimia yang sederhana.” Pada tahun 1953 DNA ditemukan mempunyai struktur dobel-heliks, ilmu kimia mulai memiliki peranan penting dalam mempelajari ilmu tentang makhluk  hidup.  Pemecahan kode dari genome manusia  pada tahun 2003 memimpin satu dunia baru ilmu kimia . Akibat teknologi tinggi  dan pekerjaan rajin dari ahli sains pada beberapa  bidang, kita kini mampu untuk menerangkan  taraf atomis yang tepat struktur dari besar biomolekul seperti DNA, RNA, protein  dan polisakarida.
Alhasil, fokus dari banyak  penelitian kimia sedang menggerakkan dari struktur ke fungsi. Sebagai  interaksi dinamis di antara besar biopolimer dan molekul organik kecil sering mengontrol  proses di organisme hidup, ini menunjukkan bahwa ahli sains akan segera dapat untuk menerangkan mekanisme kimia  dari fungsi sel dan barangkali bahkan  pikiran manusia dan ingatan. Kita masih mempunyai sedikit solusi tentang masalah dari penciptaan  keberadaan manusia, tapi  pemahaman kita dengan mekanisme biologi melalui biologi kimia dan kimia genomik membantu kelanjutan teknologi penggambaran biomolekular yang akan  membawa ke penemuan yang masuk akal sekaligus obat efektif pada era genome.
Walau hak milik dari molekul dan perakitan mereka tersisa yang tidak dapat diramalkan  semata-mata dari unsur-unsur utama mereka, kemungkinan untuk manipulasi atomis dan molekular tak terbatas. Kimia sintesis menyediakan satu landasan logis biosains dan pengetahuan materi, dan aplikasi teknologi. Ilmu kimia sintetis memperbolehkan manipulasi lentur dari unsur, kita dapat menciptakan nilai tambah unsur dari sumber daya alami berlimpah-limpah seperti minyak, batubara dan  biomass. Pada prinsipnya, kita dapat menciptakan  molekul sesuai kebutuhan. Sangat nampak sifat alami dari ilmu kimia, integrasi ini dengan  bidang penelitian lain akan punya  dampak ilmiah  sangat besar dan teknologi.
Unsur buatan manusia dan bahan telah memainkan peranan penting dalam menentukan mutu dari hidup. Walau sintesis kimia sekarang menjangkau satu taraf luar biasa dari kesempurnaan, akan tetapi semua ini belum secara maksimal dengan kata lain masih perlu untuk ditingkatkan. Kimia sintesis harus mengejar ‘kerapian praktis ’, ini secara logika rapi tapi  harus pada waktu yang sama pimpin ke aplikasi praktis. Banyak stoikiometri reaksi dipergunakan sekarang, walau berguna,  dapat dan harus digantikan oleh proses katalitis lebih efisien.  Katalisis telah dan tetap akan menjadi salah satu penelitian  pokok paling penting, karena ini satu-satunya yang masuk akal untuk menghasilkan senyawa yang berguna  dan hemat energi dan  ramah lingkungan.
Sesuai dengan brosur promosional dari  perusahaan kimia terkenal Jerman BASF, lebih dari 80% produk kimia dunia dihasilkan  dibuat mempergunakan proses katalitis.  Kepentingan dengan heterogen yang efisien,  homogen dan biologi katalis terus menerus meningkat. Katalisator praktis  harus memungkinkan reaksi yang cepat,  mampu dari dinaikkan, dan selektif  pada produk dibentuk. Katalisator molekular menayangkan efisiensi kiral tersebut  menyaingi atau melebihi enzim sangat tinggi.
Dengan cara yang sama, saat ini organik secara bertahap  sintesa harus satu kombinasi dari semua  termodinamikal ke arah berkuarangnya reaksi pembatas secara menyeluruh. Oleh sebab itu,  sintesa air terjun kecil, atau kombinasi beberapa komponen pada satu langkah tunggal, terutama mohon. Satu dengan ruwetnya mendesain alat itu dapat mengintegrasikan beberapa  katalisator seiring dengan pantas kofaktor ke capai ini tanpa keperluan dari manusia  intervensi adalah satu gol pantas.  Idealnya, kita harus bertujuan di dalam memadukan  sasaran senyawa dengan satu 100% hasil investasi dan 100% kepandaian memilih dan menghindari penghasilan  dari limbah. Proses ini harus hemat,  selamat, efisien sumber daya, efisien daya  dan lingkungan dermawan. Di sini  hormat, ekonomi atom dan  E faktor 9 harus dipertimbangkan.  3Rs (pengurangan, mendaur ulang dan penggunaan ulang)  dari sumber daya terutama penting. 
B.    Green Chemistry
Ilmu kimia hijau adalah kreatif dan sempurnakan kemakmuran, dan pada waktu yang sama  mengambil tanggungjawab untuk masyarakat besar. Apapun proses kimia efisien  secara sosial harus bisa diterima.  Ini adalah satu prinsip yang sangat dibutuhkan dari penelitian kimia  yang akan mendukung masyarakat beradab kita pada dua puluh abad pertama dan selanjutnya ke dalam  masa depan. Ilmu kimia hijau harus oleh karenanya jadi  ditingkatkan dan didukung oleh ilmiah komunitas seperti halnya oleh pemerintah,  industri, dan semua sektor lain dari masyarakat.  Pengetahuan diperuntukkan untuk jadi lebih lekat  terlibat dengan masyarakat di abad ini. Ini  harus tidak ada mengaget bahwa ‘ Ilmu Kimia:  kunci untuk masa depan kita ’ adalah semboyan dari  2010 Olimpiade Ilmu Kimia, untuk digenggam di  Tokyo. Perbedaannya, tak terkendalikan, berlebihan aktivitas ekonomi berlandaskan pengetahuan dan  teknologi telah bawakan dengan satu jangkauan  dengan emisi global. Upayanya ahli sains harus  jadilah mengarahkan ke arah pemecahan satu jangkauan dari kemasyarakatan yang sudah ada atau diramalkan dan global emisi berhubungan dengan daya, bahan, lingkungan, bencana alami, air,  makanan dan kesehatan. Ahli kimia punya satu tanggungjawab tak terukur  untuk mengerjakan masalah ini;  bagaimanapun, berlalu spesialisasi lazim  di cenderung pengetahuan untuk membuat ini sulit ke penemuan  solusi karena di situ biasanya kelipatan  lantaran.
Untuk memperbaiki keadaan ini, kita perlu satu lagi dengan luas berlandaskan Pendidikan pengetahuan, yang akan makin baik memperlengkapi ahli kimia perdagangan berjangka ke kerjakan emisi yang diuraikan secara singkat di atas. Pengetahuan adalah, pada prinsipnya, obyektif. Tapi ini  adalah inteligen manusia dan ikhtiar tersebut  temukan dan ciptakan pengetahuan ilmiah.  Dunia ilmiah harus perbatasan tanpa;  ahli sains dari berdua lanjutan dan muncul  bangsa dengan latar belakang berbeda dan  hargai harus bekerjasama untuk survival dari  jenis kita pada pembatasan dari planet kita.  Ini adalah yang terbesar tantang ahli kimia hadap di budidaya penelitian mereka.
Green chemistry umumnya disajikan sebagai seperangkat  dua belas prinsip yang diusulkan oleh Anastas dan Warner. Prinsip-prinsip terdiri dari instruksi untuk  kimiawan profesional untuk menerapkan senyawa kimia baru, sintesis baru dan proses teknologi baru.  Prinsip pertama menggambarkan ide dasar hijau  kimia melindungi lingkungan dari pencemaran. Itu  prinsip tersisa difokuskan pada isu-isu seperti atom  ekonomi, toksisitas, pelarut dan media lainnya menggunakan-konsumsi  tion energi, penerapan bahan baku dari terbarukan  sumber dan degradasi produk kimia untuk sederhana,  zat beracun yang ramah bagi lingkungan.  Prinsip Green Kimia adalah sebagai berikut:
1.    Pencegahan
Lebih baik mencegah daripada mengobati sampah atau membersihkan  buang setelah telah dibuat.
2.    Atom Ekonomi
Metode sintetis seharusnya didesain untuk memaksimalkan  penggabungan dari semua bahan yang digunakan dalam proses menjadi  produk akhir.
3.    Kimia Sintesis Kurang Berbahaya
Apabila mungkin, metode sintetik harus  dirancang untuk menggunakan dan menghasilkan zat yang memiliki atau tidak toksisitas terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.
4.    Merancang Chemicals Aman
Produk kimia seharusnya didesain untuk mempengaruhi mereka  diinginkan fungsi dan meminimalkan toksisitas.
5.    Bebas Pelarut dan Organisasi Pelengkap
Penggunaan zat tambahan (misalnya pelarut, agen, dll) seharusnya tidak perlu meskipun mungkin dan tidak berbahaya bila digunakan.
6.    Desain untuk Efisiensi Energi
Energi persyaratan proses kimia harus  dikenal untuk dampak lingkungan dan ekonomi  dan harus diminimalkan. Jika memungkinkan, metode sintetik  harus dilakukan pada suhu kamar dan tekanan.
7.    Penggunaan Bahan baku Terbarukan
Sebuah bahan baku atau bahan baku harus terbarukan  daripada menghabiskan kapan teknis dan economi-  Cally praktis.
8.    Mengurangi Derivatif
Tidak perlu derivatisasi (penggunaan kelompok memblokir,  perlindungan / deproteksi modifikasi, sementara phys-  ical / proses kimia) harus diminimalkan atau menghindari-  ed jika mungkin, karena langkah-langkah seperti ini membutuhkan tambahan  reagen dan dapat menghasilkan limbah.
9.     Katalisis
Reagen Catalytic (seselektif mungkin) adalah superior untuk reagen stoikiometri.
10.    Design untuk Degradasi
Produk kimia seharusnya didesain jadi pada akhir  fungsi mereka, mereka terurai menjadi berbahaya degradasi-  tion produk dan tidak bertahan dalam lingkungan.
11.     Real-time analisis untuk Pencegahan Polusi
Metodologi analitis perlu lebih devel-  OpEd untuk memungkinkan untuk real-time monitoring, dalam proses dan  kontrol sebelum pembentukan zat berbahaya.
12.     Kimia Inheren Aman forAccident Pencegahan
Zat dan bentuk zat yang dipakai dalam  proses kimia seharusnya dipilih untuk meminimalkan kecelakaan kimia dan kebakaran.
Contoh Penerapan Hijau  Kimia Prinsip Ke Berlatih  Dalam beberapa proses industri kimia, tidak hanya limbah  produk tetapi juga reagen yang digunakan untuk produksi, dapat menyebabkan ancaman bagi lingkungan. Resiko pameran-  Pastikan untuk senyawa kimia berbahaya terbatas dalam sehari  bekerja dengan peralatan pelindung seperti kacamata, bernapas  aparatus, wajah-jaga masker, dan lain-lain. Menurut prinsip kimia hijau, ancaman dapat dihilangkan dalam  cara sederhana, dengan menerapkan bahan baku aman untuk produksi-proses. Jumlah besar asam adipat [HOOC(CH2)4COOH]  digunakan setiap tahun untuk produksi nilon, polyure- thanes, pelumas dan plasticizer. Benzene dengan sifat karsinogenik adalah substrat standar untuk produksi asam ini.  Kimiawan dari Universitas Negeri Michigan dikembangkan  hijau sintesis asam adipat menggunakan substrat kurang beracun.  Selain itu, sumber alami ini bahan baku - glukosa - hampir habis-habisnya. Glukosa dapat  diubah menjadi asam adipat oleh enzim ditemukan di  bakteri secara genetik dimodifikasi  Seperti cara  produksi asam ini menjaga para pekerja dan lingkungan dari paparan bahan kimia berbahaya. Kimia hijau mencoba untuk memanfaatkan bahan baku terbarukan sebagai bahan baku. Dari  sudut pandang kimia hijau, pembakaran bahan bakar dipertahankan dari bahan baku terbarukan lebih disukai daripada  pembakaran bahan bakar fosil dari habisnya sumber terbatas.  Misalnya, banyak kendaraan di seluruh dunia didorong  dengan minyak diesel, dan produksi minyak biodiesel adalah  menjanjikan kemungkinan. Seperti namanya menunjukkan, biodiesel  Minyak yang dihasilkan dari minyak tanaman budidaya, misalnya dari kedelai  kacang-kacangan. Hal ini disintesis dari lemak tertanam dalam minyak tumbuhan  dengan menghapus molekul gliserin. Minyak Biodiesel juga dapat diperoleh dari tanaman terbuang minyak, minyak misalnya digunakan di restoran. Dalam proses teknologi, produk limbah potensial berubah menjadi bahan bakar berharga. (Minyak biodiesel dibakar bau seperti kentang goreng.) Minyak biodiesel Ini bahan bakar dari sumber daya terbarukan dan bertentangan dengan minyak diesel normal, pembakaran biodiesel tidak  menghasilkan senyawa sulfur dan umumnya tidak dilipatkan jumlah karbon dioksida di atmosfer. CO2 terbentuk dalam pembakaran bahan bakar telah dihapus telinga lier oleh tanaman. Ancaman besar untuk lingkungan organik sol- ventilasi diterapkan dalam sintesis banyak. Mereka dilepaskan ke  lingkungan dengan proses volatilisasi, terutama  dalam kasus senyawa organik volatil (VOC) dan  sebagai akibat dari kebocoran. Emisi senyawa tersebut  ini penting karena dalam sintesis banyak jumlah mereka melebihi jumlah reagen. Solusi baru untuk  sintesis praktis bertujuan penghapusan lengkap sol-  ventilasi atau mengganti senyawa milik VOC  oleh media teknologi yang murah, tidak berbahaya bagi manusia dan  lingkungan.
Penggunaan cairan superkritis (SCFs) dalam kimia  proses menjadi lebih dan lebih umum. Istilah "cairan superkritis" terdiri liq- UID dan gas pada suhu dan tekanan yang lebih tinggi  daripada suhu kritis dan tekanan (Gambar 2). Di atas titik kritis fase cair-uap  batas menghilang sedangkan fase terbentuk pameran  sifat antara gas dan cairan. Tinggi com-  pressibility cairan superkritis di sekitar yang  titik kritis membuatnya mudah untuk menyesuaikan kepadatan dan solusi kemampuan dengan perubahan kecil suhu. Karena ini, cairan superkritis mampu  melarutkan banyak senyawa dengan polaritas yang berbeda dan massa molekul. Di antara banyak kemungkinan superkritis  cairan, memenuhi tuntutan kimia hijau sebagai Media reaksi adalah karbon dioksida (scCO2) Dan air (SCH2O). Karbon dioksida sebagai fluida superkritis yang paling sering digunakan sebagai media untuk reaksi. Hal ini mudah terbakar, mudah tersedia (dari sumber alami, dari rekayasa listrik) dan murah. Penerapannya memberikan energi yang cukup temuan karena titik kritis adalah mudah untuk dicapai karena rendah penguapan panas CO2. Karbon dioksida sebagai superkritis cairan larut non-polar dan beberapa senyawa (misalnya kutub metanol, aseton) seperti pelarut fluorocarbon. Dari surfaktan baru dengan aktivitas permukaan yang tinggi di super- karbon dioksida kritis membuka jalan untuk proses baru dalam tekstil dan logam industri dan untuk dry cleaning pakaian. Micell Teknologi Perusahaan menawarkan teknologi untuk re- moval noda menggunakan karbon dioksida cair bukan perkloroetilena lebih sering diterapkan.Sebagian besar cairan yang umum (misalnya, air, etanol, benzene, dll) molekul. Artinya, terlepas dari apakah mereka polar atau non-polar, mereka pada dasarnya terdiri dari molekul. Namun, sejak awal 1980-an yang baru yang menarik kelas kamar-suhu cairan telah tersedia. Ini adalah ambient suhu cairan ionik. Berbeda molekul cairan, terlepas dari derajat asosiasi tion, mereka pada dasarnya tersusun dari ion. Ini memberi mereka potensi untuk berperilaku sangat berbeda dari konvensional molekul cairan ketika mereka digunakan sebagai pelarut. Kamar-temperatur cairan ionik dianggap ramah lingkungan Reaksi media karena mereka viskositas rendah cairan dengan tidak ada tekanan uap terukur. Namun, kurangnya teknik yang berkelanjutan untuk re- moval produk dari ionik suhu ruang liq- UID telah membatasi aplikasi mereka. Profesor Brennecke dan Beckman telah menunjukkan bahwa ramah lingkungan  karbon dioksida, yang telah digunakan secara luas, baik komersial dan dalam penelitian untuk ekstraksi berat larutan organik, dapat digunakan untuk mengekstrak senyawa organik nonvolatile dari cairan ionik pada suhu kamar. Mereka menemukan bahwa ekstraksi material menjadi karbon dioksida merupakan cara yang menarik untuk pemulihan dari produk dari cairan ionik karena: (A) CO2  larut dalam cairan ionik untuk memfasilitasi ekstraksi-tion, dan (B) cairan ionik tidak larut lumayan dalam CO2 ,sehingga produk tersebut dapat dipulihkan dalam bentuk murni. Pencarian kelompok Profesor Brennecke dan Beckman menunjukkan bahwa ion cairan (menggunakan 1-butil-3-methylimidazoli- um hexafluorophosphate sebagai prototipe) dan CO2 menunjukkan sangat tidak biasa, dan sangat menarik, perilaku fase. Kelarutan CO2 dalam cairan ionik substansial, jangkauan fraksi mol setinggi 0,6 pada hanya 8 MPa. Namun dua fase tidak menjadi benar-benar larut, sehingga CO2 dapat digunakan untuk mengekstrak senyawa dari cairan ionik.
Paling penting, komposisi CO2 Kaya fase adalah esensial murni CO2, Dan tidak ada terukur lintas kontaminasi dari CO2 oleh cairan ionik. Selain itu, non- larutan organik volatile (menggunakan naftalena sebagai prototipe)  kuantitatif dapat diekstrak dari cairan ionik dengan CO2 , Menunjukkan potensi yang luar biasa dari ion-liquid / CO2 biphasic sistem sebagai ramah lingkungan, ventilasi untuk reaksi gabungan dan skema pemisahan.