Materi Kimia Hijau [PDF]

Citation preview

KIMIA HIJAU



Kimia hijau adalah bidang kimia yang berhubungan dengan desain dan optimalisasi proses serta produk, untuk menurunkan atau menghilangkan sama sekali produksi dan atau penggunaan zat beracun. Kimia hijau sering pula disebut kimia berkelanjutan. Bidang kimia ini tidak bisa disamakan dengan kimia lingkungan. Sebab kimia hijau lebih berfokus pada dampak lingkungan dari kimia, serta pengembangan praktik berkelanjutan yang lebih ramah lingkungan. Misalnya strategi pengendalian pencemaran lingkungan. Sementara kimia lingkungan lebih fokus pada efek bahan kimia beracun atau berbahaya terhadap lingkungan. Dikutip dari situs U.S. Environmental Protection Agency (US EPA), berikut definisi kimia hijau: "Kimia hijau adalah desain produk dan proses kimia yang mengurangi atau menghilangkan penggunaan atau pembentukan zat berbahaya." Intinya, green chemistry berupaya mencegah polusi, dan mengurangi dampak negatif produk serta proses kimia terhadap lingkungan juga manusia.



Pengertian kimia hijau : 1. Kimia hijau adalah kimia yang mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya pada desain produk. 2. Kimia hijau adalah kimia yang mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya pada proses pembuatan produk. Kimia hijau adalah kimia yang tidak merusak ozon. 4. Kimia hijau adalah kimia yang tidak menimbulkan pemanasan global. 5. Kimia hijau adalah kimia yang tidak menimbulkan paparan bahan kimia. 6. Kimia hijau adalah kimia yang mengarahkan semua kegiatan pada pelestarian lingkungan. 7. Kimia hijau adalah kimia yang mengarahkan semua kegiatan yang tidak merusak lingkungan. 8. Kimia hijau adalah kimia yang membuat lingkungan rumah aman. 9. Kimia hijau adalah kimia yang mengurangi paparan bahan kimia. 10. Kimia hijau adalah kimia yang mengarahkan penghematan bahan bakar fosil. 11. Kimia hijau adalah kimia yang mengarahkan penggunaan sumber energi yang ramah lingkungan. 12. Kimia hijau adalah kimia yang mengurangi limbah. Pentingnya kimia hijau 1. Pentingnya kimia hijau adalah membuat lingkungan rumah aman dan sehat 2. Pentingnya kimia hijau adalah membuat lingkungan sekitar rumah aman dan sehat. 3. Pentingnya kimia hijau adalah membuat udara, air, tanah, tanaman, dan hewan terhindar dari paparan bahan kimia berbahaya. 4. Pentingnya kimia hijau adalah menjaga lingkungan tetap asri dan sehat. 5. Pentingnya kimia hijau adalah membuat bumi terhindar dari pemanasan global dan bencana alam.



12 prinsip kimia hijau Dalam situs Encyclopaedia Britannica, dituliskan bahwa pada 1998, Paul Anastas dan John Warner, merumuskan 12 prinsip kimia hijau, yaitu: Pencegahan Ekonomi atom Sintesis kimia yang tidak berbahaya Peracangan bahan kimia yang lebih aman Pelarut dan alat bantu yang lebih aman Desain untuk efisiensi energi Penggunaan bahan baku terbarukan Mengurangi turunan Katalisis Desain untuk degradasi Analisis real-time untuk mencegah polusi Penggunaan bahan kimia yang lenih aman untuk mencegah kecelakaan.



No 1.



Prinsip Kimia Hijau Pencegahan limbah



Aspek Pengertian Masalah Solusi



2.



Manajemen atom yang baik



Pengertian



Masalah Solusi



3.



4.



Proses sintesis kimia yang lebih aman



Rancang bahan kimia yang lebih aman



Utamakan pencegahan terbentuknya limbah dibandingkan dengan pembersihan atau penanganan limbah Polusi udara oleh asap kendaraan bermotor Menggunakan sepeda ke sekolah



Kurangi limbah sejak level molekuler dengan memaksimalkan jumlah atom seluruh reaktan menjadi produk Hasil samping gas CO2 dalam industri ammonia dapat mengakibatkan efek rumah kaca Pengolahan gas CO2 menjadi CO2 cair, CO2 cair dapat digunakan sebagai pelarut



Pengertian



Desain reaksi kimia dan rute seaman mungkin dengan mempertimbangkan bahaya dari bahan yang digunakan dan limbah yang dihasilkan



Masalah



Limbah berbahaya yang dihasilkan dari penggunaan soda kaustik dan natrium sulfida pada industri kertas



Solusi



Penggunaan H2O2 pada proses pemutihan kertas dan katalis untuk mengoksidasi yang sifatnya ramah lingkungan



Pengertian



Mengurangi kadar racun secara langsung dalam rancangan molekul Penggunaan tawas pada proses penjernihan air dapat meninggalkan kadar ion beracun



Sikap Solusi



Pada proses penjernihan air, tawas diganti dengan bubuk yang terbuat dari biji buah asam yang ramah lingkungan



5.



Rancang proses yang efisien energi



Pengertian Masalah



6.



7.



Kurangi produk turunan yang tidak perlu



Prosedur yang aman untuk mencegah kecelakaan



Solusi



Pengembangan proses pembuatan chip dengan mentoda superkritikal karbondioksida sehingga mengurangi penggunaan energi dan air



Pengertian



Mengurangi produk turunan sementara untuk mengurangi tahap reaksi, bahan yang dibutuhkan dan limbah



Masalah



Penggunaan cat minyak berbasis alkid menghasilkan uap yang mengandung bahan kimia yang berbahaya saat cat dikeringkan



Tindakan



Pengembangan campuran berbahan minyak kedelai dan gula sebagai resin pengganti yang dapat mengurangi kadar uap berbahaya. Pilih dan kembangkan prosedur kimia yang aman dan dapat meminimalkan resiko kecelakaan kerja Penggunaan HCl (Asam klorida) di laboratorium yang dapat menghasilkan gas yang berbahaya



Pengertian Masalah



Solusi



Penggunaan bahan-bahan alami yang berasal dari tumbuhtumbuhan sewaktu praktikum kimia seperti jeruk nipis



Pengertian



Monitor reaksi kimia secara realtime untuk mencegah pembentukan dan kebocoran bahan beracun



Masalah



Suhu dan kelembaban di laboratorium yang mudah berubah menyebabkan zat mudah rusak dan menimbulkan bau tidak sedap Membangun sistem monitoring berbasis Internet of things pada suhu dan kelembaban udara di laboratorium kimia yaitu Sensor DHT11, sebagai pendeteksi suhu dan kelembaban udara, mikrokontroler NodeMCU ESP8266, sebagai pengolah data



Solusi



8.



Pencegahan polusi secara real-time



Memilih proses kimia yang paling sedikit membutuhkan energi Penggunaan air dan energi dalam jumlah yang sangat besar dalam pembuatan chip komputer



Pengertian



Monitor reaksi kimia secara realtime untuk mencegah pembentukan dan kebocoran bahan beracun



Masalah



Suhu dan kelembaban di laboratorium yang mudah berubah menyebabkan zat mudah rusak dan menimbulkan bau tidak sedap Membangun sistem monitoring berbasis Internet of things pada suhu dan kelembaban udara di laboratorium kimia yaitu Sensor DHT11, sebagai pendeteksi suhu dan kelembaban udara, mikrokontroler NodeMCU ESP8266, sebagai pengolah data



Solusi



9.



10.



Desain produk yang mudah terurai



Gunakan katalis



Pengertian



Desain bahan kimia yang mudah terurai dan dibuang



Masalah



Limbah plastik yang sukar terurai



Solusi



Pembuatan plastik dari tepung singkong



Pengertian



Gunakan katalis untuk meminimalkan limbahdan mengurangi waktu serat energi yang dibutuhkan dalam reaksi kimia Penggunaan karbit dalam proses pematangan buah



Masalah



11.



12



Gunakan bahan baku yang terbarukan



Penggunaan pelarut dan bahan baku yang lebih aman



Solusi



Mengganti karbit dengan beras untuk mempercepat proses pematangan buah



Pengertian



Gunakan bahan baku dari sumber terbarukan



Masalah



Penggunaan bahan bakar kendaraan bermotor dari minyak bumi



Solusi



Menggunakan bahan bakar dari tenaga surya (mobil sel surya)



Pengertian



Pemilihan pelarut yang aman untuk setiap tahap reaksi



Masalah



Penggunaan pelarut perkloroetilena pada industri dry cleaning dapat mencemari air tanah dan menyebabkan kanker



Solusi



Mengganti perkloroetilena dengan karbondioksida cair dan surfaktan sebagai pelarut dalam dry cleaning



Penerapan 12 Prinsip Kimia Hijau dalam Industri Berikut adalah beberapa upaya yang dilakukan untuk menerapkan 12 prinsip kimia hijau dalam berbagai bidang industri. Kritisi dan cermati, kemudian diskusikan untuk menjawab pertanyaan diskusi di bawah ini.



Perkloroetilena dengan rumus kimia Cl2C CCl2, merupakan pelarut yang digunakan pada dry cleaning, yang bersifat karsinogen (pemicu kanker), serta dapat mencemari air tanah ketika dibuang. Teknologi baru yang ramah lingkungan adalah menggunakan karbon dioksida (CO2) cair dan surfaktan sebagai pelarut dalam dry cleaning. Pada proses pembuatan kertas putih, dahulu digunakan soda kaustik (NaOH) dan natrium sulfida (Na2S) sebagai pemutih sehingga menghasilkan limbah berbahaya. Saat ini, proses pemutihan kertas menggunakan hidrogen peroksida (H2O2) dan katalis untuk mengoksidasi, yang tidak berbahaya dan lebih efisien. Ketika mengering, cat minyak berbasis alkid menghasilkan uap yang banyak mengandung bahan kimia organik berbahaya. Saat ini telah dikembangkan campuran berbahan minyak kedelai dan gula sebagai resin pengganti yang dapat mengurangi kadar uap berbahaya hingga 50%. Pemadam api secara konvensional menggunakan busa (foam) yang mengandung bahan beracun yang dapat mencemari air dan merusak ozon. Busa jenis baru yang dinamakan pyro cool dapat digunakan sebagai bahan pemadam kebakaran tanpa menimbulkan bahan beracun.



Proses penjernihan air limbah secara konvensional menggunakan alum (tawas) yang meninggalkan kadar ion beracun yang dapat memicu penyakit Alzheimer. Saat ini dikembangkan bubuk yang terbuat dari biji buah asam yang lebih ramah lingkungan. Plastik dari tepung singkong yang mudah terurai sudah banyak dikembangkan untuk menggantikan plastik yang berbahan baku minyak bumi yang sukar terurai. Plastik dari bahan tepung singkong mudah terurai oleh air dan mikroba. Air dan energi dalam jumlah yang sangat besar diperlukan dalam proses pembuatan chip komputer. Ilmuwan mengembangkan proses pembuatan chip dengan metode superkritikal karbon dioksida (CO2) sehingga banyak mengurangi penggunaan air dan energi. Industri obat (farmasi) mengembangkan obat-obatan dengan efek samping yang tidak berbahaya dengan metode yang lebih sedikit menghasilkan limbah berbahaya. Banyak proses produksi obat-obatan yang beralih menggunakan enzim sebagai katalis dari semula menggunakan logam sebagai katalis. Sel surya merupakan sumber energi ramah lingkungan yang terbarukan, rendah emisi karbon, dan dapat dimasalkan untuk memenuhi kebutuhan listrik yang semakin tinggi. Semakin tingginya penggunaan sel surya mengakibatkan penurunan penggunaan bahan bakar fosil dan mengurangi pencemaran gas rumah kaca. Bangunan ramah lingkungan mulai dimanfaatkan untuk meminimalkan dampak lingkungan. Penggunaan materi lokal, pencahayaan alami dengan menggunakan bahan yang memantulkan cahaya matahari, ventilasi alam, dan teknologi atap “hijau” dapat mengurangi penggunaan AC dan listrik sehingga mengurangi emisi karbon.



Menciptakan Kegiatan yang Mendukung Prinsip Kimia Hijau.



Salah satu peran kimia hijau adalah mendukung 17 agenda pembangunan berkelanjutan hingga tahun 2030 yang dicanangkan PBB. Ke-17 agenda tersebut dapat Kalian simak pada Gambar



Agenda pembangunan berkelanjutan 2030 PBB Sumber: un.org/United Nations (2020) Dari ke-17 agenda tersebut, prinsip kimia hijau terintegrasi dalam tiga agenda pembangunan berkelanjutan 2030 yaitu agenda nomor 3, 6, 7, 13, 14, dan 15. Hidup sehat dan sejahtera bagi semua manusia di bumi tentu karena lingkungan yang aman dan bebas bahan-bahan berbahaya. Prinsip nomor 7 dari kimia hijau adalah penggunaan sumber energi yang dapat diperbaharui. Indonesia telah berupaya untuk menerapkan prinsip ini yaitu dengan cara mengurangi ketergantungan terhadap sumber energi fosil untuk menjaga kelestarian lingkungan. Dalam hal ini Presiden Joko Widodo mengakselerasi penerapan Biosolar 30 (B30) yang dimulai pada penghujung tahun 2019. Kini pemerintah melalui Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) resmi mengimplementasi B30 di Indonesia. Biosolar B30 sebagai bahan bakar nabati untuk mesin atau motor disel adalah lanjutan dari Biosolar 20. Mari lakukan aktivitas kerja ilmiah berikut sebagai contoh penerapan prinsip kimia hijau di sekitar Kalian.



Biosolar B30 Sumber: Kemendikbudristek/ Wahyu Putri N. (2021) Biosolar B-30 adalah salah satu upaya pemerintah untuk menerapkan prinsip kimia hijau yaitu menggunakan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan