CHIMICA VERDE

La chimica verde - o chimica eco-compatibile o eco-sostenibile - si riferisce alla progettazione, sintesi, lavorazione e impiego di nuovi prodotti e processi chimici più sicuri in luogo dei prodotti e processi chimici pericolosi che rappresentano un rischio per l'uomo e per l'ambiente.
La chimica verde si concentra sia sullo sviluppo della scienza di base, sia sulla sua implementazione industriale verso prodotti e processi più eco-sostenibili, sia sui suoi effetti sull'ambiente e sulla popolazione. Si allontana quindi dai tradizionali metodi di trattamento o abbattimento dell'inquinamento e affronta invece il problema "alla fonte" considerando prodotti e processi chimici alternativi più sostenibili che evitino la produzione di rifiuti secondo il paradigma che è meglio prevenire il danno piuttosto che curare gli effetti negativi.
La chimica verde incarna quindi il concetto di "benign by design" promuovendo lo sviluppo di prodotti e processi chimici intrinsecamente eco-sostenibili e che minimizzino o eliminino la formazione di rifiuti e gli effetti pericolosi per l’uomo e l’ambiente. In quanto tale, può anche essere significativamente più economica rispetto allo state dell’arte se si considerano i costi di smaltimento dei rifiuti e di risanamento.

1. Conoscenza e comprensione
a. Conoscere i principali concetti della disciplina, il suo sviluppo storico, la sua crescita ed espansione dalla nascita nei primi anni '90 ad oggi.
b. Conoscere e comprendere le ragioni scientifiche, economiche e sociali dello sviluppo della chimica verde, le principali criticità per la salute e l'ambiente di alcuni prodotti e processi chimici.
c. Conoscere e comprendere i 12 principi e i principali strumenti scientifici, tecnologici e le metodologie della chimica verde – compreso l’uso di solventi alternativi, della catalisi, di nuove materie prime, di nuovi reagenti, di nuove metodologie, lo sviluppo di nuovi prodotti e processi e di nuove tecnologie alternative - con esempi.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
a. Saper impiegare le conoscenze per valutare se un prodotto o processo chimico sia più o meno eco-sostenibile e quali siano eventuali rischi per la salute o l'ambiente. Saper riconoscere le criticità e le potenziali fonti di inquinamento, di scarti, di tossicità e di pericolosità associati a trasformazioni chimiche.
b. Saper trovare, consultare e comprendere le principali fonti bibliografiche a supporto dei concetti della chimica verde.
c. Comprendere ed applicare le conoscenze ed i metodi appresi da questo insegnamento a quelle di altri rami della chimica e delle discipline collegate in maniera interdisciplinare.
d. Saper individuare benefici, inconvenienti e aspetti migliorabili di un prodotto o processo chimico dal punto di vista dell'efficienza, della sicurezza, dell'ambiente, della salute e dei costi. Gli homeworks - parte integrante della valutazione e descritti nelle modalità di verifica dell'apprendimento - contribuiscono fissare e a sviluppare queste conoscenze.
e. Saper individuare i principali elementi migliorabili in termini di eco-sostenibilità e sicurezza nell'affrontare una qualsiasi operazione o processo chimico (sintesi, analisi, purificazione, separazione, ecc.).

3. Capacità di giudizio
a. Saper valutare comparativamente processi chimici in termini di sostenibilità ambientale, salute e sicurezza.
b. Sviluppare capacità critica e autonomia di giudizio sulle principali caratteristiche di un prodotto o processo chimico relativamente all'impatto sulla salute dell'uomo e sull'ambiente.

4. Abilità comunicative
a. Saper spiegare ed argomentare con rigore, chiarezza e concisione i concetti ed i principi della chimica verde attraverso esempi e casi di studio.
b. Saper rappresentare graficamente e per iscritto i principali prodotti, i solventi, le metodologie e i processi della chimica verde.
c. Saper discutere criticamente diversi prodotti o processi in termini di eco-compatibilità, sicurezza e salute.
d. Saper interagire in aula con il docente e con i compagni, formulando domande, rispondendo a quesiti ed argomentando sui problemi posti dal docente.

5. Capacità di apprendimento
a. Saper individuare in modo autonomo gli aspetti salienti delle nozioni espresse a lezione.
b. Saper collegare e integrare argomenti di ambiti diversi (per esempio: chimica organica, chimica analitica, chimica generale, chimica fisica, biologia, biochimica, chimica industriale, tossicologia, sicurezza, ecc) dal punto di vista della chimica verde.
c. Saper arricchire autonomamente la propria formazione attraverso la ricerca bibliografica.
d. Saper svolgere gli esercizi per casa

Nel corso vengono richieste principalmente conoscenze di Chimica Organica I e Chimica Organica II, ma la sua natura interdisciplinare attinge anche a conoscenze di Chimica Generale, Chimica Inorganica, Chimica Fisica, Chimica Industriale, Biochimica, Sostenibilità, Sicurezza.

Descrizione del programma, modalità d’esame e bibliografia
Definizioni e sviluppo storico della chimica verde
Esempi di processi chimici e di alcune problematiche e incidenti
Sviluppo della legislazione
Scarti e sottoprodotti di un processo o di una trasformazione chimica
Inquinamento, composti inquinanti, fonti di rischio e di esposizione.
Atome economy e E-factor: parametri per valutare quanto una reazione o processo siano "verdi"
Efficienza di un processo chimico, esempi di processi green
I 12 Principi della chimica verde
Impiego di reagenti meno tossici, con esempi
La catalisi come strumento per la chimica verde: omogenea, eterogenea, di trasferimento di fase, biocatalisi, con esempi
I solventi green: acqua, solventi supercritici, liquidi ionici, rinnovabili, con esempi
Le materie prime di origine rinnovabile per l'industria chimica del futuro, con esempi
Metodi alternativi di sintesi a ridotto impatto ambientale, con esempi

Green Chemistry: An Introductory Text by Mike Lancaster, 3rd Edition 2016, Royal Society of Chemistry. ISBN 978-1-78262-294-9
Green Organic Chemistry in Lecture and Laboratory, A. P. Dicks Ed., 2012, CRC Press, Boca Raton. ISBN 978-1-4398-4076-4

Il corso comprende homeworks - esercizi da svolgere a casa - che vanno svolti a mano, singolarmente o in coppia, e consegnati al docente entro la fine del semestre. Essi contribuiscono per il 50% al voto finale.
Il resto del voto viene assegnato con un esame orale basato su una presentazione powerpoint di 10 minuti di un articolo della letteratura scientifica individuato dallo studente e che tratti argomenti del corso. Si sconsiglia di usare articoli di "review".
Vengono valutate:
1) la capacità di individuare e scegliere un articolo dela letteratura pertinente al corso;
2) la capacità di leggere, capire e presentare il contenuto dell'articolo in maniera chiara, esaustiva e succinta, con l'impiego di diapositive powerpoint;
3) la capacità di individuare i punti salienti, caratterizzanti per la chimica verde, e di estrapolare le conclusioni più importanti dell'articolo e dei dati sperimentali in esso contenuti;
4) la capacità di documentarsi sui contenuti dell'articolo, anche quelli non esplicitamente descritti e menzionati, e di leggere criticamente in contenuto;
5) la capacità di formulare un discorso articolato, impiegando terminologia e linguaggio scientifco corretti, per descrivere i risultati e le conclusioni della ricerca descritta nell'articolo;
6) la capacità di rispondere alle domande del docente che, partendo dal conenuto dell'articolo, saranno mirate ad approfondire il contesto più generale della chimica verde e ad accertare le conoscenze acquisite dallo studente sul programma del corso e sugli homeworks.

Ci si aspetta che lo studente/essa sappia rispondere organizzando un discorso articolato e completo, argomentando approfonditamente sull'argomento della domanda con proprietà di linguaggio scientifico. La prova orale ha durata variabile da 20 a 30 minuti in ragione della chiarezza e coerenza delle risposte ai quesiti.

L'insegnamento consiste in lezioni frontali sugli argomenti indicati nella sezione contenuti corredate di casi di studio, esempi, esercizi e discussione in aula.
Nella piattaforma “Moodle” di Ateneo è presente e scaricabile il materiale didattico proiettato in aula durante le lezioni.

Italiano

Alla fne del corso lo studente saprà inserire in un contesto di sostenibilità e valutare:
- una sintesi organica rispetto all'impatto sulla salute sull'ambiente
- un processo chimico industriale rispetto all'impatto sulla salute sull'ambiente
- che le risorse rinnovabili sono impiegabili come materia di partenza per reazioni chimiche
- utilizzare metodi alternativi di sintesi organica e inorganica
- utilizzare i principali metodi di green metrics

Alloggi e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di alloggio disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA: disabilita@unive.it.

orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale naturale e qualità dell'ambiente" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile