Sostituire il cloro e il bromo tossici

Cloro e bromo nella loro forma molecolare (come Cl₂- e Br₂-molecole) sono tossici e corrosivi. Ciò è stato tragicamente illustrato, ad esempio, dall'uso del cloro come arma chimica, dalla Prima guerra mondiale alle recenti operazioni in Iraq e Siria. Le sostanze chimiche instabili contenenti cloro e bromo sono state anche coinvolte in migliaia di incidenti chimici segnalati. Eppure sono ancora tra le sostanze chimiche industriali più utilizzate, impiegate per produrre preziosi ritardanti di fiamma, pesticidi, polimeri e prodotti farmaceutici.

I ricercatori dell'ETH di Zurigo e dell'Università di Magonza hanno sviluppato un metodo per rinunciare al cloro e al bromo molecolari nella fabbricazione di questi prodotti. Al loro posto, utilizzano composti chimici alternativi che contengono anch'essi gli elementi cloro e bromo, ma sono meno tossici e meno reattivi. Questi composti - tra cui il dicloroetano e il dibromoetano - possono quindi essere manipolati e trasportati più facilmente. Ciò potrebbe aumentare la sicurezza dei processi industriali.

Sistema navetta con l'elettricità

Per utilizzare questi composti alternativi nella sintesi chimica, gli scienziati hanno sviluppato un "sistema navetta" che funziona con l'elettricità: Analogamente a come un bus navetta trasporta le persone da A a B, in questa reazione l'elettricità aiuta a trasferire cloro e bromo dai materiali di partenza dicloroetano e dibromoetano ad altri composti chimici.

Il metodo presenta un altro vantaggio: mentre le reazioni convenzionali con il cloro e il bromo molecolari funzionano solo in una direzione, la nuova reazione a navetta funziona in entrambe le direzioni. "Possiamo quindi utilizzare la reazione anche per convertire alcuni composti tossici contenenti cloro e bromo in composti meno dannosi", spiega Bill Morandi, professore di chimica organica sintetica presso l'ETH di Zurigo e uno degli autori principali dello studio.

Risolvere i problemi ambientali

Un esempio di tale composto tossico è il lindano, che contiene cloro ed è stato utilizzato per decenni come insetticida in agricoltura. ? stato vietato nel 2009 a causa della sua elevata tossicità e persistenza ambientale. Tuttavia, in molti Paesi europei, tra cui la Svizzera, esistono ancora grandi discariche in cui viene stoccato il lindano. Queste discariche sono considerate un rischio ambientale, motivo per cui le autorità e gli scienziati sono alla ricerca di soluzioni per rimuovere il lindano dalle discariche. "Il nostro metodo è adatto a bonificare i terreni contaminati da lindano", afferma Morandi.

Il chimico vede il nuovo metodo non solo come un buon esempio di come i processi chimici possano essere resi più sostenibili, ma anche come un contributo a una futura economia circolare. "Le risorse di materie prime della Terra sono limitate. Con il nostro metodo, possiamo convertire i materiali di scarto secondo il concetto di 'waste to value', in modo da poterli riutilizzare come materie prime", afferma Morandi.