CHIMIEChimie durable

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Quelques exemples de chimie verte

Depuis 1990 environ, la chimie verte connaît un développement considérable dans la plupart des domaines de recherche et à un niveau mondial. Les exemples suivants sont représentatifs des efforts fournis en méthodologie de synthèse et en optimisation de procédés.

Une approche méthodologique : l'économie d'atomes

L'économie d'atomes est une méthodologie de synthèse qui consiste à maximiser le nombre d'atomes de réactifs transformés en produit (celui souhaité) au cours de la synthèse. Barry M. Trost (né en 1941), de l'université de Stanford (États-Unis), l'a introduite en 1991, et a défini le pourcentage d'économie d'atomes (PÉA) par la formule : PÉA = (masse molaire totale des atomes utilisés/masse molaire des réactants) ×100 p. 100.

Roger A. Sheldon (né en 1942), de l'université de Delft (Pays-Bas), a introduit en 1992 le pourcentage d'utilisation atomique (PUA), défini par : PUA = (masse molaire du produit désiré/masse totale des produits obtenus) ×100 p. 100.

Puisque, lors d'une réaction chimique, la masse molaire totale des produits obtenus est égale à la masse molaire totale des réactants, le PUA est égal au PÉA.

Par exemple, la réaction permettant d'obtenir du méthylpropène par déhydrohalogénation du 2-bromo-2-méthylpropane par l'éthanolate de sodium (fig. 1) a un pourcentage d'utilisation atomique de : PUA = M [méthylpropène]/ (M [méthylpropène] + M [éthanol] + M [bromure de sodium]) ×100 p. 100 = 56/(56 + 46 + 103) ×100 p. 100 = 27 p. 100.

Déshydrohalogénation

Déshydrohalogénation

Dessin

Déhydrohalogénation du 2-bromo-2-méthylpropane. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Cela signifie que, même si le rendement de la réaction est de 100 p. 100, seuls 27 p. 100 en masse des atomes de réactifs sont incorporés dans le produit désiré. Les 73 p. 100 qui restent constituent des déchets qu'il faudra séparer, puis traiter pour les recycler ou les détruire, avec un impact environnemental et financier important. Un procédé sera donc d'autant plus efficace, au sens « durable », que son utilisation atomique sera proche de 100 p. 100.

Sheldon a également introduit deux autres indicateurs d'efficacité : le facteur E et le quotient environn [...]


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Déshydrohalogénation

Déshydrohalogénation
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Chimie durable : économie d'atomes

Chimie durable : économie d'atomes
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Synthèse de l'isocyanate

Synthèse de l'isocyanate
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Écrit par :

  • : docteur en chimie théorique, professeur agrégé à l'École normale supérieure

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Pour citer l’article

Hagop DEMIRDJIAN, « CHIMIE - Chimie durable », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-chimie-durable/