Prinsip-prinsip Kimia Hijau

Disusun oleh : Adrian Rahadi (N16-ADRIAN)

Abstrak

Green chemistry merupakan kajian di bidang kimia yang relatif baru yang memfokuskan kajiannya pada penerapan sejumlah prinsip kimia dalam merancang menggunakan atau memproduksi bahan kimia untuk mengurangi pemakaian atau produksi bahan berbahaya yang dapat mengganggu kesehatan mahluk hidup dan pelestarian lingkungan. Kajian green chemistry ini mencakup konsep dan pendekatan yang efektif untuk mencegah pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh proses dan produk bahan kimia beracun dan berbahaya, karena penerapan metode pemacahan masalah secara inovatif terhadap masalah lingkungan. Mengingat pentingnya green chemistry sebagai pendekatan untuk pencegahan pencemaran akibat bahanbahan kimia yang dapat merusak lingkungan, maka konsep green chemistry perlu diaplikasikan dalam pembelajaran kimia di sekolah-sekolah dan di perguruan tinggi, khususnya dalam kegiatan praktikum di laboratorium. Kegiatan praktikum di laboratorium yang berorientasi pada prinsip green chemistry dilakukan dalam bentuk aktifitas dalam upaya untuk mengurangi, menghilangkan dan mengganti penggunaan bahan-bahan kimia beracun dan berbahaya yang digunakan dalam percobaan untuk mengurangi kadar pencemar dan volume limbah.

Kata kunci : green chemistry, prinsip kimia hijau

Pendahuluan

Kimia telah menghasilkan banyak produk yang menguntungkan bagi manusia, seperti obatobatan, makanan, kosmetik, bahan pewarna, cat, kimia agro, biomolekular, dan substansi sepertipolimer, Kristal cair dan nanopartikel material genetic, sumber energi baru, dan lain sebagainya.Kimia telah digunakan dan diketahui dalam ruang lingkup yang besar untuk membuat suatuproduk  dan material baru yang jauh lebih mudah digunakan dibandingkan dengan produk  -produk alam.  Proses kimia dari pembuatan produk - produk tersebut melibatkan banyak reaksikimia, molekul, reagen, solven, asam, basa, dan lain sebagainya.Penggunaan bahan-bahan tersebut dalam jumlah besar tentu saja tidak hanya menghasilkanproduk-produk   yang   diinginkan,   tetapi   juga   menghasilkan   produk   buangan  yang   dapatmencemari dan merusak lingkungan dalam berbagai bentuk baik padat, cair maupun gas. Jadidiperlukan suatu cara untuk meminimalkan pencemaran kimia. Lebih dari 20 tahun yang lalukemudian diciptakanlah suatu cara untuk mewujudkan hal tersebut yang digagas oleh Anataspada tahun 1991 yang disebut dengan Green Chemistry atau kimia hijau.Tujuan dirancangnya konsep kimia hijau adalah untuk meminimalkan kerusakan lingkungandan gangguan kesehatan manusia yang disebabkan karena pencemaran lingkungan karena zatkimia. Caranya bukan dengan menghilangkan proses kimia, melainkan dengan merubah proseskimia agar meminimalkan pencemaran. (Bharati V. Badami, 2008)Dalam   Kimia   Hijau   terkandung   tekad   untuk   mengurangi   dampak   negatif   sejak   darisumbernya atas semua aktivitas dan proses kimia pada kesehatan manusia dan lingkungan.Pengurangan dampak negatif ini dapat dilakukan melalui penggunaan bahan dasar yang dapatdiperbaharukan,  penggunaan proses  dan  bahan  kima   (reaktan,   pelarut,  katalis)  yang  ramahlingkungan, penghematan penggunaan energy dan  bahan   dasar, peningkatan efisiensi untukmeminimalkan pembentukan produk samping dan limbah, dan menghasilkan produk yang aman.Prinsip – prinsip yang dapat dipakai untuk mengubah kimia menjadi kimia berkelanjutan. Prinsipumum yang mendasari kimia hijau ini berjumlah 12 (Anastas and Warner, 1998).

Permasalahan

Apa saja prinsip prinsip kimia hijau?

Pembahasan

Ledakan penduduk dunia yang semakin meningkat, ketersediaan sumber daya alam yang semakin menipis, meningkatnya polusi, perubahan iklim, dan berbagai alasan-alasan senada lainnya memaksa para ilmuwan, khususnya kimiawan berfikir keras bagaimana alam ini tetap seimbang, sejuk, aman, dan berkelanjutan untuk di nikmati anak cucu kita kelak. Di sisi lain, kimia kadang disalahartikan hanya berkutat dengan penggunaan reagent berbahaya untuk mencetak suatu produk lewat proses fabrikasi / industry dan menghasilkan limbah yang tidak bersahabat. Sebagai contoh industri obat, textile, peleburan logam, pembuatan senjata dan bom atom, proses pengilangan minyak, dst. Apakah benar kimia hanya berperan layaknya monster yang siap mengikis kehidupan yang hijau nan segar ? Di sinilah kita akan ketahui betapa pentingya peran green chemistry ( kimia hijau).

Green Chemistry, juga dikenal sebagai „sustainable chemistry“ kimia yang berkelanjutan adalah desain produk dan proses kimia yang mengurangi atau menghilangkan penggunaan atau generasi zat berbahaya. Green chemistry berlaku di seluruh siklus hidup dari produk kimia, termasuk desain, manufaktur, sampai pada penggunaannya. Teknologi Green chemistry memberikan sejumlah manfaat antara lain, mengurangi limbah, mengurangi biaya perawatan pipa yang mahal, produk yang lebih aman, mengurangi penggunaan energi dan sumber daya alam, dan meningkatkan daya saing pabrik kimia terhadap pelanggan mereka.

Ada 12 Prinsip Kimia Hijau yang sudah sering kita dengar, antara lain

       1. Mencegah Limbah

Yaitu bagaiamna kemampuan kimiawan untuk merancang ulang transformasi kimia untuk meminimalkan produksi limbah berbahaya merupakan langkah pertama yang penting dalam pencegahan polusi. Dengan mencegah generasi sampah, kita meminimalkan bahaya yang berhubungan dengan limbah, transportasi, penyimpanan dan perawatan.

2 . Memaksimalkan Atom Ekonomi

Ekonomi Atom adalah sebuah konsep, yang dikembangkan oleh Barry Trost dari Stanford University yang mengevaluasi efisiensi transformasi kimia. Mirip dengan perhitungan hasil, ekonomi atom merupakan rasio dari total massa atom dalam produk yang diinginkan dengan massa total atom pada reaktan. Memilih transformasi yang menggabungkan sebagian besar bahan awal ke dalam produk lebih efisien dan meminimalkan limbah.

3. Desain sintesis kimia yang kurang berbahaya

Metode sintetis seharusnya didesain untuk menggunakan dan menghasilkan zat yang memiliki kadar sekecil mungkin atau bahkan tidak beracun terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Tujuannya adalah untuk menggunakan reagen kurang berbahaya bila memungkinkan dan proses desain yang tidak menghasilkan produk sampingan berbahaya.

4. Desain Produk kimia yang aman

Produk kimia seharusnya didesain untuk mempengaruhi fungsi yang diinginkan dengan meminimalkan toksisitas ( sifat beracun) mereka.

5. Gunakan Pelarut / kondisi reaksi yang aman

Semaksimal mungkin diupayakan untuk tidak menggunaan zat tambahan (misalnya, pelarut, agen pemisah, dll). Penggunakan pelarut biasanya mengarah ke produksi limbah. Oleh karena itu penurunan volume pelarut atau bahkan penghapusan total pelarut akan lebih baik. Dalam kasus di mana pelarut diperlukan, hendaknya perlu diperhatikan penggunaan pelarut yang cukup aman.

6. Meningkatkan Efisiensi Energi

Kebutuhan Energi dalam proses kimia harus diakui berdampak pada lingkungan dan ekonomi dan harus diminimalkan. Jika mungkin, metode sintetis dan pemurnian harus dirancang untuk suhu dan tekanan ruang, sehingga biaya energi yang berkaitan dengan suhu dan tekanan ekstrim dapat diminimalkan.

7. Gunakan bahan baku Terbarukan

Bila memungkinkan, transformasi kimia harus dirancang untuk memanfaatkan bahan baku yang terbarukan. Contoh bahan baku terbarukan termasuk produk pertanian atau limbah dari proses lainnya. Contoh bahan baku depleting termasuk bahan baku yang ditambang atau dihasilkan dari bahan bakar fosil (minyak bumi, gas alam atau batubara).

8. Hindari penggunaan Kimia Derivatif

Derivatisasi yang tidak perlu (penggunaan kelompok „blocking“, proteksi / deproteksi, modifikasi sementara proses fisika / proses kimia) harus dikurangi atau dihindari jika mungkin, karena langkah-langkah seperti ini membutuhkan reagen tambahan dan dapat menghasilkan limbah. Transformasi Sintetik yang lebih selektif akan menghilangkan atau mengurangi kebutuhan untuk proteksi gugus fungsi. Selain itu, urutan sintetis alternatif dapat menghilangkan kebutuhan untuk mengubah gugus fungsi dengan ada gugus fungis lain yang lebih sensitif.

9. Gunakan Katalis

Secara stoikiometri katalis dengan selektivitas yang tinggi memang lebih unggul dalam reaksi. Katalis dapat memainkan beberapa peran dalam proses transformasi, antara lain dapat meningkatkan selektivitas reaksi, mengurangi suhu transformasi, meningkatkan tingkat konversi produk dan mengurangi limbah reagen (karena mereka tidak dikonsumsi selama reaksi). Dengan mengurangi suhu, kita dapat menghemat energi dan berpotensi menghindari reaksi samping yang tidak diinginkan.

10. Desain produk yang terdegradasi

Produk kimia seharusnya didesain hingga pada akhir fungsinya nanti mereka dapat terurai menjadi produk degradasi yang tidak berbahaya ketika mereka dilepaskan ke lingkungan. Disinilah arti pentingnya sintesis material sehari-hari yang biodegradable, misalnya biopolimer, plastik ramah lingkungan dst.

11. Analisis Real-Time untuk Mencegah Polusi

Selalu penting untuk memonitor kemajuan reaksi untuk mengetahui kapan reaksi selesai atau untuk mendeteksi munculnya produk samping yang tidak diinginkan. Bila memungkinkan, metodologi analitis harus dikembangkan dan digunakan untuk memungkinkan untuk real-time, pemantauan pada proses dan kontrol untuk meminimalkan pembentukan zat berbahaya.

12. Minimalkan Potensi Kecelakaan

Salah satu cara untuk meminimalkan potensi kecelakaan kimia adalah memilih pereaksi dan pelarut yang memperkecil potensi ledakan, kebakaran dan kecelakaan yang tak disengaja. Risiko yang terkait dengan jenis kecelakaan ini kadang-kadang dapat dikurangi dengan mengubah bentuk (padat, cair atau gas) atau komposisi dari reagen.

Dewasa ini sudah banyak sekali penelitian-penelitian yang mengarah/ berbasis pada aspek keberlangsungan. Sebagai contoh misalnya usaha untuk menemukan energy terbarukan, antara lain energy surya, energy bahan bakar yang berbasis hydrogen, biogas, termasuk proses penyimpanannya jangka panjang dst. Penggunaan green solvent, green katalist, termasuk di dalamnya biokatalist ( yang reusable dan recycle), mekanisme sintesis yang dirancang ramah lingkungan, begitu pula upaya memaksimalkan atau memanfaat kan kembali limbah sebagai bahan baku bermanfaat di masa depan adalah merupakan usaha-usaha para ilmuwan untuk terwujudnya bumi yang hijau.

Selain   dengan   penerapan   12   prinsip   kimia   hijau,   kimiawan   juga   harus   mampu

mengembangkan proses yang mampu memenuhi aspek keberlanjutan secara ekologi, namun

tetap bermanfaat bagi masyarakat dan bernilai ekonomi. Untuk itu, kimiawan perlu memiliki

pemikiran tentang:

1. Penerapan kondisi reaksi alternative yang hemat energi dan ramah lingkungan, dengan

1. Penerapan kondisi reaksi alternative yang hemat energi dan ramah lingkungan, denganmisalnya melibatkan penggunaan katalis dan enzim,

2. Penerapan teknik  alternatif untuk  menghindari  reaksi  yang  melibatkan  panas tinggi,misalnya dengan melibatkan reaksi fotokimia dan elektrokimia, microwave (gelombangmikro),dan sinar matahari,

3. Penerapan reaksi kemo-, region dan stereoselektif modern,

4. Pemakaian materi awal dan senyawa antara yang hemat seumber daya, dan pemakaiansumber daya yang dapat diperbaharui,

5. Pemakaian larutan yang ramah lingkungan,

6. Pendaurulangan pelarut dan senyawa pembantu reaksi.

Kesimpulan

Green chemistry berperan penting dalam upaya untuk mencegah atau mengurangi bahaya polusi akibat bahan kimia beracun dan berbahaya yang menimbulkan masalah lingkungan Green chemistry mempunyai 12 prinsip yang dapat diaplikasikan dalam pembelajaran kimia khususnya pada kegiatan praktikum di laborato-rium dengan cara mengurangi/ mengganti bahan-bahan kimia yang berbahaya yang digunakan dalam suatu reaksi kimia atau sintesa suatu senyawa yang menghasilkan limbah berbahaya yang menimbulkan masa-lah lingkungan . Pembelajaran kimia dengan pendekatan green chemistry bukanlah tujuan yang absolut tetapi mempunyai dedikasi terahadap proses pembangu-nan yang bekelanjutan, di mana lingkungan dipertimbangkan sejalan dengan kimia. Inovasi kegiatan laboratorium dari tradisional ke green chemistry mungkin hanya memiliki efek yang minim pada lingkungan sekitar namun kita bisa mendapatkan efek yang lebih besar.

Daftar Pustaka

Rahayu, Titis, 2012. Kimia Hijau (Green Chemistry)

Nurbaity, 2011. Jurnal Pendekatan Green Chemistry Suatu Inovasi Dalam Pembelajaran Kimia Berwawasan Lingkungan

Anwar, Muslih, 2015. Kimia Hijau /Green Chemistry

Utomo, P M, 2010.  Jurnal Green Chemistry Dengan Kimia Katalis