Biokataliza u doba zelene revolucije Milčić, Nevena; Findrik Blažević, Zvjezdana; Sudar, Martina ...
Kemija u industriji; časopis kemičara i tehnologa Jugoslavije,
05/2024, Letnik:
73, Številka:
5-6
Journal Article
Recenzirano
Odprti dostop
U dobu zelene revolucije sve više raste svijest o potrebi razvoja održivijih alternativa tradicionalnim industrijskim procesima. Gotovo svi industrijski procesi upotrebljavaju katalizatore koji su ...nerazgradivi i mogu biti štetni za okoliš. S druge strane, biokatalizatori su enzimi – molekule evoluirale u fiziološkom okruženju koje su u potpunosti biorazgradive, a u blagim reakcijskim uvjetima fiziološkog pH, temperature i tlaka okoline pokazuju najveću katalitičku aktivnost i učinkovitost. Biokatalizu ljudi primjenjuju još od starog vijeka u proizvodnji hrane poput sira, kiselog tijesta, piva, vina i octa bez znanja o pozadini procesa koji se odvija, a u posljednjih nekoliko desetljeća porasla je i njezina primjena u industriji, posebice u proizvodnji lijekova i kemikalija. Prepoznate su sve prednosti koje imaju biokatalizatori, poput njihove velike selektivnosti, velike specifičnosti prema supstratu i biorazgradivosti, te postaje sve jasnije da biokataliza može pomoći ispunjenju ciljeva održivog razvoja i implementaciji zelene kemije u industrijske procese s maksimalnim iskorištenjem resursa uz minimalno stvaranje otpada. Iako biokataliza ispunjava gotovo sva načela zelene kemije i potencijal biokatalizatora eksponencijalno raste razvojem inovacija i tehnološkog napretka, posebno u područjima biotehnologije i molekularne biologije, sama prisutnost biokatalizatora u kemijskom procesu ne podrazumijeva održivost procesa. Ekološku prihvatljivost, ali i ekonomsku isplativost, procesa je potrebno dokazati što ranije tijekom njegova razvoja praćenjem raznih procesnih pokazatelja kako bi se uštedjeli i vrijeme i novac.
In the era of the Green Revolution, awareness of the necessity to develop more sustainable alternatives to traditional industrial processes is growing. Nearly all industrial processes utilise catalysts that are nondegradable and potentially harmful to the environment. On the other hand, biocatalysts are enzymes – molecules evolved in a physiological environment – that are entirely biodegradable. Under mild reaction conditions such as physiological pH, room temperature, and pressure, they exhibit their highest catalytic activity and efficiency. Biocatalysis has been utilised since ancient times in the production of food items such as cheese, sourdough, beer, wine, and vinegar, without the knowledge of the background of the process. Over the last few decades, its industrial application has also increased, especially in the production of medicines and chemicals. All the advantages of biocatalysts, such as their high selectivity, high specificity toward substrates, and biodegradability, have been acknowledged. It is becoming increasingly evident that biocatalysis represents one of the key means to accomplish Sustainable Development Goals and to implement green chemistry in industrial processes, maximising the use of resources while minimising waste generation. Even though biocatalysis aligns with almost all green chemistry principles, and the potential of biocatalysts is experiencing exponential growth through the evolution of innovations and technological advancements, the mere presence of a biocatalyst in a chemical process does not imply sustainability of the process. The environmental acceptability, as well as the economic viability of the process need to be demonstrated as early as possible in its development by monitoring various metrics to save both time and money.
Arsen je polumetal (element 15. skupine elemenata u Periodičkoj tablici elemenata), te je očekivano da će tvoriti čitav niz spojeva različitih svojstava s obzirom na vrstu kemijske veze i strukturu. ...U kemijskim reakcijama iskazuje metalna i nemetalna svojstva. S obzirom na Paulingov koeficijent elektronegativnosti sličan nemetalima, tvori stabilne kovalentne spojeve i s najelektronegativnijim elementima, u spojevima stvara stabilnu kovalentnu vezu As–As te tvori organoarsenove spojeve sa stabilnom vezom As–C. Primjena arsenovih spojeva bila je u prošlosti raznovrsna i višestruka. Povijesni pregled otkrivanja i uporabe arsenovih spojeva jasno poučava da se razvoj spoznaja o kemiji arsena i arsenovih spojeva temelji na znanstvenim otkrićima i napretku znanosti općenito. Organoarsenovi spojevi u prošlosti rabljeni kao lijekovi, kasnije su, razvojem znanosti, odbačeni kao otrovni i zamijenjeni naprednijim, modernijim lijekovima čija se svojstva i uporaba više ne zasnivaju na empiriji. Anorganski spojevi arsena (posebice arsenovi sulfidni minerali) primjenjivali su se kao anorganski pigmenti u slikarstvu. Takvi primjeri upotrebe spojeva kroz povijest mogu se primijeniti u srednjoškolskoj nastavi kao primjer međupredmetnih tema u kojima se povezuje kemija arsena s ekološkim i toksikološkim temama te u povijesti umjetnosti. Slično postoji i u visokoškolskom obrazovanju, posebice gdje se izučava primijenjena anorganska kemija ili u povijesti medicine i farmakologije.
Niskotemperaturna eutektička otapala intenzivno se proučavaju kao ekološki prihvatljiva zamjena za štetna, u industriji tradicionalno sveprisutna organska otapala. Struktura te fizikalno-kemijska ...svojstva tih otapala mogu se dizajnirati za specifične namjene tako da zadovoljavaju tehnološke i ekonomske zahtjeve industrije, stoga su se pokazala vrlo učinkovitima u različitim područjima poput elektrokemije, organske sinteze i (bio)katalize, biotehnologije i prehrambene tehnologije, farmaceutskog inženjerstva te biomedicine. Ovaj rad donosi pregled znanstvene literature vezane uz karakteristična svojstva, pripravu i primjenu, ali i izazove primjene niskotemperaturnih eutektičkih otapala u industrijskom mjerilu.
Hofmann-Löffler-Freytagova reakcija otkrivena je krajem 19. stoljeća, a munjeviti razvoj događa se posljednjih 20 godina. Primjenjuje se za stvaranje C−N veze na nesupstituiranim C−H pozicijama te za ...uvođenje pirolidinskih i piperidinskih prstenova na ekološki prihvatljiv način, bez upotrebe skupih metalnih katalizatora i uz vrlo učinkovite sinteze. U ovom pregledu prikazat će se računalne i eksperimentalne studije koje pokazuju fleksibilnost i mogućnosti optimizacije navedene metode s ciljem povećanja ekonomičnosti i smanjenja količine otpadnih tvari, po principima zelene kemije.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
135. godišnjica rođenja Frana Bubanovića: slike iz života Mlinac-Jerković, Kristina; Damjanović, Vladimir; Kalanj-Bognar, Svjetlana ...
Kemija u industriji; časopis kemičara i tehnologa Jugoslavije,
10/2018, Letnik:
67, Številka:
9-10
Journal Article
Recenzirano
Odprti dostop
U ovom radu prikazane su crtice iz života jednog od velikana hrvatskog prirodoslovlja, kemičara Frana Bubanovića. Ove 2018. godine obilježavamo 135 godina od njegova rođenja, 100 godina postojanja ...Zavoda za kemiju i biokemiju Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, čiji je osnivač, te 100 godina od izdavanja njegove znanstveno-popularne knjige “Kemija živih bića”. Kroz godine napisan je velik broj tekstova o njegovom doprinosu popularizaciji znanosti, znanstvenom opusu, njegovom nastavničkom pozivu kao i sveučilišnim udžbenicima. Ovim tekstom želimo se osvrnuti na pojedine zanimljive trenutke njegova života te prikazati nekoliko dosad neobjavljenih dokumenata i fotografija ustupljenih od njegove obitelji.
Bez analitičke kemije nemoguće je zamisliti napredak mnogih područja ljudske djelatnosti. Spomenuti značaj ove grane kemije jedan je od glavnih razloga uspješnog opstanka i kontinuiranog razvoja ...Zavoda za analitičku kemiju unutar jednog tehničkog fakulteta, kao što je današnji Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije (FKIT) Sveučilišta u Zagrebu. Dinamičnost razvoja analitičke kemije bila je neprestani poticaj nastavnicima Zavoda za prilagođavanjem svjetskim trendovima i sustavnim unaprjeđenjem nastavnog programa i istraživačkog rada.
Početak nastavnog, znanstvenog, ali i stručnog djelovanja Zavoda temeljio se na klasičnim metodama analize, no potaknuta razvojem moderne analitičke opreme ubrzo se intenzivirala primjena brojnih kemijskih i fizikalno-kemijskih metoda analize, od kojih je danas najzastupljenija kromatografija. Naime, konac dvadesetog stoljeća ubrzanim je razvojem instrumentalnih tehnika, uvođenjem računala i činjenicom da su podatci analitičkih mjerenja postali temelj odlučivanja u medicini, zaštiti okoliša, razvoju materijala te osiguravanju kvalitete procesa i proizvoda, dao novi uzlet analitičkoj kemiji, a osobit procvat doživjela je kromatografija kao idealna tehnika za višekomponentnu analizu analita u tragovima.
Without analytical chemistry, it is impossible to imagine the progress of many areas of human activity. The aforementioned importance of this chemistry branch is one of the main reasons for the successful survival and continued development of the Department of analytical chemistry within a technical faculty, such as is the present-day Faculty of Chemical Engineering and Technology (FCET) University of Zagreb. The dynamics of the development of analytical chemistry was a constant encouragement to the teachers of the Department to adapt to world trends, and systematically improve the curriculum and research work.
The beginning of the teaching, the scientific, as well as the professional activities of the Department of Analytical Chemistry was based on classical methods of analysis. However, stimulated by the development of modern analytical equipment, the application of numerous chemical and physicochemical methods of analysis was intensified, of which the most common being chromatography. Namely, the end of the twentieth century accelerated the development of instrumental techniques, the introduction of computers, and the fact that analytical measurement data became the basis of decision-making in medicine, environmental protection, material development, and assuring the quality of processes and products gave rise to analytical chemistry, especially chromatography, which is an ideal technique for multicomponent trace analyte analysis.
Arsen je polumetal (element 15. skupine elemenata u Periodičkoj tablici elemenata), te je očekivano da će tvoriti čitav niz spojeva različitih svojstava s obzirom na vrstu kemijske veze i strukturu. ...U kemijskim reakcijama iskazuje metalna i nemetalna svojstva. S obzirom na Paulingov koeficijent elektronegativnosti sličan nemetalima, tvori stabilne kovalentne spojeve i s najelektronegativnijim elementima, u spojevima stvara stabilnu kovalentnu vezu As–As te tvori organoarsenove spojeve sa stabilnom vezom As–C. Primjena arsenovih spojeva bila je u prošlosti raznovrsna i višestruka. Povijesni pregled otkrivanja i uporabe arsenovih spojeva jasno poučava da se razvoj spoznaja o kemiji arsena i arsenovih spojeva temelji na znanstvenim otkrićima i napretku znanosti općenito. Organoarsenovi spojevi u prošlosti rabljeni kao lijekovi, kasnije su, razvojem znanosti, odbačeni kao otrovni i zamijenjeni naprednijim, modernijim lijekovima čija se svojstva i uporaba više ne zasnivaju na empiriji. Anorganski spojevi arsena (posebice arsenovi sulfidni minerali) primjenjivali su se kao anorganski pigmenti u slikarstvu. Takvi primjeri upotrebe spojeva kroz povijest mogu se primijeniti u srednjoškolskoj nastavi kao primjer međupredmetnih tema u kojima se povezuje kemija arsena s ekološkim i toksikološkim temama te u povijesti umjetnosti. Slično postoji i u visokoškolskom obrazovanju, posebice gdje se izučava primijenjena anorganska kemija ili u povijesti medicine i farmakologije.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
Kako definirati veličinu atoma Raos, Nenad
Kemija u industriji,
08/2021, Letnik:
70, Številka:
9-10
Paper, Journal Article
Recenzirano
Odprti dostop
Iako se u školi uče iznosi ionskih, van der Waalsovih i kovalentnih radijusa, ne uči se što oni zapravo jesu – školske definicije prikrivaju njihovu pravu, kvantnomehaničku prirodu. U radu je ...ispitano značenje definicija veličine atoma te opisan njihov izvod: iz elektronske gustoće (povezane s funkcijom koju zovemo atomskom orbitalom), iz duljine kovalentne veze i položaja jezgara, iz prvog virijalnog koeficijenta jednadžbe realnog plina te Lennard-Jonesova potencijala (van der Waalsov radijus). Iz navedenog se vidi da se veličina atoma ne može jednoznačno definirati ili, točnije, da se ne može govoriti o veličini atoma na isti način na koji se govori o veličini makroskopskih objekata.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
Posljednji đerski i prvi pečuški tezarij Josipa Franje Domina, sastavljeni od 25 teza »iz eksperimentalne fizike«, a naslovljeni De corpore generatim, bili su prvi tezariji što ih je Zagrepčanin ...tiskao nakon što je objavio raspravu Dissertatio physica de aeris factitii genesi, natura, et utilitatibus (1784.), a izlažu jezgru prirodne filozofije u obliku nauka o ustroju tvari, temeljnim silama u prirodi i općim svojstvima tijelā, zatim mehaniku i nauk o gravitaciji te osnove kemije i astronomije. Tiskani u travnju 1785. i 1786. godine, oni označuju prijelomnicu u Dominovim prirodnofilozofskim gledištima. U đerskom tezariju 1785. Domin prvi put poimence spominje Boškovića i prvi put zadaje tezu o kemiji kao znanosti. Prvi spomen Boškovićeva prezimena podudara se s Dominovom transformacijom iz strogoga boškovićevca, kakav je bio u tezarijima od 1778. do 1784. godine, u prirodnoga fillozofa koji se nastoji izboriti za vlastite uvide. Teza o kemiji kao »znanosti podređenoj eksperimentalnoj fizici« svjedoči pak o utjecaju Dominova kompendija o kemiji plinova, ali je i programatski korak naprijed: »najjednostavnija počela« tijela Zagrepčanin naziva molekulama. U pečuškom tezariju 1786. Domin prvi put dodaje tezu o sili inercije, kamenu kušcu tadašnjih prirodnofilozofskih rasprava. Stoga oznaka »iz eksperimentalne fizike« s naslovnice tezarija ne znači da Domin isključuje prirodnu filozofiju iz svojih razmatranja, štoviše, ne znači da Domin prestaje biti filozofom prirode. Upravo obratno, kao »profesor teorijske i eksperimentalne fizike te mehanike kao i poljoprivrede« Domin se suočava s cijelim prirodnofilozofskim nasljeđem epohe, a glavni su mu sugovornici Newton, Bošković i dva boškovićevca: Leopold Biwald u Grazu i Ivan Krstitelj Horvath u Trnavi, Budimu i Pešti. Svoje stavove Domin ponekad oblikuje prema Boškovićevu tumačenju, ponekad s izričitim odmakom od Boškovića, a ponekad se vraća izvornom Newtonu.
Two exam thesauri De corpore universim by Josip Franjo Domin, composed of 25 theses in the field of “experimental physics”, the last published in Györ in 1785 and the first published in Pecs in 1786, saw light soon after the printing of his treatise Dissertatio physica de aeris factitii genesi, natura, et utilitatibus (1784), and expounded the core of natural philosophy in the form of a doctrine of the structure of matter, fundamental forces in nature, and general properties of physical bodies, then mechanics and doctrine of gravitation, along with the basis of chemistry and astronomy. Being published in April 1785 and April 1786, they represent a turningpoint in Domin’s views in natural philosophy. In the 1785 thesaurus, Domin for the first time mentions Bošković by name, and also for the first time proposes a thesis on chemistry as science. The first mention of Bošković’s surname corresponds with Domin’s transformation from a strict Boscovichian, as confirmed in the the sauri from 1778 to 1784, into a natural philosopher who comes forth with his own insights. The thesis on chemistry as “a science subordinated to experimental physics” is the fruit of Domin’s compendium on the chemistry of gases, yet, at the same time, is a programmatic step forward: Domin refers to “the simplest principles” of the bodies as molecules. In the 1786 thesaurus Domin introduces the thesis on inertia, touchstone of the then discussions in the field of natural philosophy. Therefore, “experimental physics” suggested in the thesauri title does not imply that Domin excluded natural philosophy from his considerations. Quite the reverse: as a “professor of theoretical and experimental physics, mechanics, and agriculture”, Domin is challenged by the legacy of the natural philosophy of the epoch, notably by Newton, Bošković and two Boscovichians – Leopold Biwald in Graz and Ivan Krstitelj Horvath in Tyrnau, Buda and Pest. Thus Domin either tends to mould his views in accordance with Bošković’s natural philosophy, or departs from Bošković or Boscovichians significantly, or shifts towards the natural philosophy of Newton.
PDF
