بایگانی دسته ی مقالات ضد عفونی کننده

حلال شیمیایی چیست؟

حلال یک ماده شیمیایی است که ماده شیمیایی دیگری را حل می‌کند و محلولی به صورت مخلوط همگن تشکیل می‌دهد. حلال شیمیایی جزء موجود در محلول است که بیشترین مقدار را دارد و شکل فیزیکوشیمیایی ماده را به صورت جامد، مایع یا گاز تعیین می‌کند. به عبارت دیگر حلال بخشی است که معمولاً بیش از 50% یک محلول را تشکیل داده است، در حالی که حل‌شونده بخشی است که در حلال مخلوط می‌شود. به‌طور معمول، حل‌شونده کمتر از 50٪ محلول است. حلال‌ها معمولاً اما نه لزوماً همیشه مایع هستند و همچنین می‌توانند گاز یا جامد باشند.

کاربرد حلال شیمیایی

صنعت چسب و پوشش

چسب‌ها و درزگیرها از پلیمرهای مختلفی تولید می‌شوند. انتخاب آن‌ها و ترکیب آن‌ها از انتخاب حلال شیمیایی مناسب استفاده می‌کند. بیشتر سیستم‌های حلال شیمیایی برای بهینه‌سازی حلالیت پلیمر اولیه طراحی شده‌اند. چسب‌ها را می‌توان به آنهایی تقسیم کرد که با واکنش شیمیایی و پیوندهایی که به دلیل فرایندهای بدنی پیوند دارند، ایجاد می‌شوند.

فروش حلال صنعتی با دریافت نمونه محصول از دکتر کمیکال

چسب‌های واکنشی شیمیایی بر اساس روش تولید که شامل پلیمریزاسیون، پلی ادیشن یا تراکم پلیمری به سه دسته تقسیم می‌شوند.

چسب‌های پیونددهنده فیزیکی شامل چسب‌های حساس به فشار و تماس، چسب‌های مذاب یا محلول و پلاستیکول‌ها هستند.

چسب‌های پلیمریزاسیون از سیانواکریلات (بدون حلال)

چسب‌های بی‌هوازی (حاوی حلال‌ها نیستند اما نیاز به پرایمر پلاستیک و بعضی از فلزات که محلول‌های نفتالین مس هستند) چسب قابل‌استفاده در برابر اشعه ماورای بنفش (ترکیبات بدون حلال پلی‌اورتان و اپوکسی) نیاز دارند.

چسب‌های حساس به فشار و تماس از انواع مختلفی از پلیمرها از جمله استرهای اسید آکریلیک، پلی ایزوبوتیلن، پلی استرها، پلی کلروپرون، پلی اورتان، سیلیکون، کوپلیمر استایرن بوتادین و لاستیک طبیعی ساخته شده است. به استثنای چسب‌های استری آکریلیک اسید که می‌توانند به عنوان محلول، امولسیون، UV 100٪ مواد جامد و سیلیکون قابل ترمیم (که ممکن است فقط اثری از حلال‌ها باشد) پردازش شوند، همه لاستیک‌های باقیمانده در درجه اول با مقادیر قابل توجهی از حلال‌ها مانند حلال‌های هیدروکربن ساخته می‌شوند (به طور عمده هپتان، هگزان، نفتا)، کتون (عمدتاً استون و متیل اتیل کتون)، و حلال‌های آروماتیک (عمدتا تولوئن و زایلن).

چسب‌ها و پلاستیسول‌های مذاب حاوی حلال‌ها نیستند. گروه چسب محلول شامل محصولاتی است که از سیستم‌های حلال پلیمری زیر تهیه شده است: نیترو سلولوز (حلال‌های معمولی شامل ترکیبات حلال معمولاً از یک کتون یا استر، الکل و هیدروکربن انتخاب شده از ایزوپروپانول، 2- بوتیل هگزانول، آمیل استات، استون، متیل اتیل کتون)، لاستیک نیتریل (حلال اصلی – متیل اتیل کتون)، پلی کلرو پرون که معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استر، هیدروکربن آروماتیک و آلیفاتیک آلی که از نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن، تولوئن و پلی‌وینیل استات (آب) حل می‌شود.

درزگیرهای اکریلیک پایه آب هستند؛ اما ممکن است حاوی اتیلن و پروپیلن گلیکول، روغن‌های معدنی و مینرال اویل نیز باشند. همچنین درزگیرهای اکریلیک مبتنی بر حلال وجود دارد که حاوی مقادیر قابل‌توجهی از حلال‌های شیمیایی مانند روغن‌های معدنی، تولوئن و زایلن است. درزگیرهای پلی سولفید معمولاً حاوی تولوئن هستند؛ اما از متیل اتیل کتون نیز استفاده می‌شود.

گروه سیلانت کلاس B حاوی حلال‌های شیمیایی قابل‌ملاحظه‌ای بیشتر است (تا 40٪ حجم) اما برخی موارد استثنا نیز وجود دارد. درزگیرهای PVC بر پایه پلاستیسول‌ها ساخته شده‌اند و بدون حلال‌ها می‌توان آنها را ساخت. درزگیرهای مبتنی بر لاستیک بوتیل معمولاً حاوی هیدروکربن‌ها (C6-C12) هستند.

درزگیرهای مبتنی بر استایرن – بوتادین – استایرن معمولاً مقادیر زیادی از حلال‌های شیمیایی را از یک گروه انتخاب می‌کنند که شامل تولوئن، هپتان، هگزان، متیل اتیل کتون، ایزو بوتیل ایزو بوتیرات، n-amyl استات، آمیل کتون است. آنها معمولاً در مخلوط‌های حلال پردازش می‌شوند. پلی کلرو پرون معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استرها و هیدروکربن‌های آروماتیک و آلیفاتیک حل می‌شود. این لیست شامل نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن و تولوئن است.

صنعت آسفالت

محصولات ساختمانی بیشماری از آسفالت و ذغال سنگ برای کاربردهایی همچون سیلر درایو، آسفالت برش، سیمان، آغازگر بتونی، مخلوط سرد بتن، سیمان سقف، پرکننده اتصالات انبساط، مایعات پچ، ضد آب غشاهای مایع ضدعفونی و روکش لوله ساخته شده است. تمام این محصولات حاوی حلال شیمیایی هستند.

ساده‌ترین فرمولاسیون مخلوط آسفالت و (معمولاً) روغن‌های معدنی است که برای آب‌بندی، پرایمری و پوشش بتن مورداستفاده قرار می‌گیرد. پیشرفته‌ترین محصولات از نظر فن آوری برای ضد آب و پوشش خط لوله استفاده می‌شود. این محصولات همچنین بر اساس پراکندگی آسفالت در حلال شیمیایی، اما با افزودن پلیمر تقویت می‌شوند.

افزودن پلیمر، رفتار پلاستیک آسفالت را اصلاح‌کرده و آن را بیضوی می‌کند. معمولاً حلال‌های شیمیایی اضافی برای بهبود حلالیت در اجزای پلیمری اضافه می‌شوند. پلی‌اورتان‌های واکنشی اغلب مورداستفاده در اصلاح ضد آب غشاهای مایع هستند. تولوئن و زایلن ترکیب آسفالت هستند که اغلب از حلال‌های شیمیایی اضافی استفاده می‌شوند. این مواد به دلیل تبخیر حلال تا حدی جامد می‌شوند. خواص الاستومری آنها از پسوندهای زنجیره‌ای و واکنش‌های متقابل زنجیره‌ای حاصل می‌شود که یک شبکه پلیمری داخلی را تشکیل می‌دهند که آسفالت را تقویت می‌کند.

صنایع محصولات آرایشی و بهداشتی

چندین محصول آرایشی حاوی حلال هستند. از جمله این موارد می‌توان به لاک ناخن، پاک‌کننده لاک ناخن، عطر، رنگ مو، پاک‌کننده‌های عمومی، اسپری مو و لوسیون اشاره کرد. در بیشتر موارد، اتانول تنها حلال شیمیایی است. لاک ناخن و پاک‌کننده لاک ناخن حاوی انواع زیادی از حلال‌های شیمیایی است.

نیتروسلولز، پلی‌استر، کوپلیمر استر اکریلیک و متاکریلیک استر، رزین فرمالدئید، بوتیرات استات سلولز متداول‌ترین پلیمرها در فرمولاسیون‌های لاک ناخن هستند. حلال‌ها باتوجه‌به پلیمر مورداستفاده انتخاب شدند. حلال‌ها شامل استون، متیل استات، اتیل استات، بوتیل استات، متیل گلیکول استات، متیل اتیل کتون، متیل ایزوبوتیل کتون، تولوئن، زایلن، ایزوپروپیل الکل، متیل کلروفرم و نفتا است.

حلال‌ها بخش عمده‌ای از ترکیب را معمولاً حدوداً 70٪ تشکیل می‌دهند. اصلاح برای بهبود انعطاف‌پذیری و دوام لاک ناخن در حال انجام است. تلاش‌های دیگر جهت بهبود خواص ضدقارچی، ازبین‌بردن کتون‌ها و رزین‌های فرمالدئید (کتون‌ها به دلیل سمیت و بوی تحریک‌کننده آنها و رزین‌های فرمالدهید به دلیل کمک به درماتیت) و ازبین‌بردن زردی انجام شده است.

استون قبلاً تنها حلال شیمیایی مؤثر بسیاری از برطرف‌کنندگان لاک ناخن بود. هنوز مورداستفاده قرار گرفته است؛ اما تلاش فعلی برای ازبین‌بردن استفاده از کتون‌ها در جوش دهنده‌های ناخن وجود دارد. ترکیبات مورداستفاده بیشترین ایزوپروپانول / اتیل استات و اتیل استات / ایزوپروپانول / 1،3- بوتانیدول هستند.

پاک‌کننده‌های عمومی مورداستفاده در سالن‌های آرایش مو حاوی ایزوپروپانول و اتانول هستند. اسپری مو حاوی اتانول است که ترکیبی از اتان، پروپان، ایزبوتان و بوتان هستند. در معرض شیمیایی در سالن‌های آرایشگاه، اگرچه غلظت بالایی از اتانول وجود دارد، اما سطح شناسایی شده زیر حد NIOSH است. غلظت‌ها در سالن‌های بدون تهویه (حدود 3 برابر بیشتر) از سالن‎‌هایی که در سالن‌های تهویه مطبوع اندازه‌گیری می‌شوند. غلظت کمی از تولوئن نیز یافت می‌شود، که احتمالاً از اجزای رنگ ناشی می‌شود.

حلال شیمیایی در داروسازی

از حلال‌ های آلی معمولاً در صنایع داروسازی به عنوان محیط واکنش، جداسازی و تصفیه محصولات سنتز و همچنین برای تمیز کردن تجهیزات استفاده می‌شود.

از آنجاکه حلال‌های شیمیایی باقیمانده در محصولات نهایی مواد مطلوب نیستند، ممکن است از روش‌های مختلفی برای حذف آنها استفاده شود، مشروط بر اینکه آنها معیارهای ایمنی را رعایت کنند.

پس از فرایند خشک کردن، باید تجزیه و تحلیل ها انجام شود تا بررسی شود که آیا مقادیر حلال‌های شیمیایی مورد استفاده در هر مرحله از تولید از حد قابل قبول تجاوز نمی‌کند. همچنين حلال‌های جديد مانند مايعات فوق بحرانی يا مايعات يونی برای جايگزينی حلال‌های آلی در فرايندهای توليد دارو ساخته شده‌اند.

حلال‎‌های شیمیایی ارگانیک به طور مداوم در فرایندهای تولید داروسازی حضور دارند. صنعت داروسازی به ازای هر مقدار محصول نهایی یکی از بزرگ‌ترین کاربران حلال‌های آلی است. حلال‌های شیمیایی معمولاً در هر مرحله از مسیر سنتز یک ماده فعال یا مواد تحریک کننده و بعضی اوقات در طی فرمولاسیون فراورده‌های دارویی استفاده می‌شوند.

به دلیل برخی از موانع جسمی و شیمیایی، حلال‌های آلی با روش‌های تولیدی، از جمله خشک شدن در دمای بالا تحت فشار و یا لیوفیلیزاسیون نمی‌توانند کاملاً از محصول حذف شوند.

معمولاً مقادیر کمی از حلال‌ها ممکن است در محصول نهایی باقی بمانند که به آنها حلال باقیمانده (RS) گفته می‌شود و معمولاً به عنوان ناخالصی‌های فرار آلی (OVI) نیز شناخته می‌شوند. علاوه‌براین، یک محصول دارویی ممکن است توسط حلال‌های آلی از بسته بندی، انبار، یا از حمل‌ونقل نیز آلوده شود.

به طور کلی، به دلایل عینی، صنعت داروسازی یک شاخه سخت تنظیم شده از تولید است. به همین دلیل است که براساس سمیت هر حلال، محدودیت‌های RS برای محصولات دارویی و مواد اضافی توسط انجمن‌های مختلف تعیین شده است.

استفاده‌های معمولی از حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص سازی) است. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند.

تقطیرهای آزئوتروپ یا استخراج به عنوان عملکرد اصلی حلال‌ها در مرحله واکنش، حلالیت است. به عنوان رسانه واکنش، حلال‌ها با شکستن نیروهای منسجم که محلول‌های بلوری و مایع را در کنار هم نگه داشته می‌شوند، واکنش املاح را بیشتر می‌کنند.

به همین دلیل تحقیقات زیادی برای درک و پیش بینی خواص حلال‌ها انجام شده است که از همه جنبه‌های رفتار شیمیایی دارای اهمیت هستند. علاوه‌براین، حلال‌های شیمیایی همچنین می‌توانند بخشی از یک واکنش سنتز به عنوان معرف یا کاتالیزور باشند.

فرایند استخراج مرحله بعدی تولید API است، جایی‌که یک ماده دارویی با حلال‌های ارگانیک ارتباط دارد. در این فرایند، محصولات سنتز از بقایای واکنش پس از واکنش جدا می‌شوند. معمولاً جداسازی مایع – مایع بین فرکشن‌های آلی و معدنی انجام می‌شود.

انواع حلال‌ها در فرایند استخراج به عنوان مثال استفاده می‌شوند. حلال‌های کلر دار مانند دی کلرومتان یا کلروفرم و همچنین کتون‌ها، اترها، استرها و الکل در استخراج پس از یک فرایند تخمیر، از حلال‌های آلی مانند الکل، تولوئن، استون، استات یا متیلن کلرید استفاده می‌شود.

تلاش برای کاهش مصرف حلال شیمیایی در تولید مواد مختلف، نیاز به اطلاعات پیش زمینه در مورد موجودی فعلی، دلایل انتخاب حلال‌های شیمیایی خاص، تأثیر حلال‌های شیمیایی مختلف بر روی خواص محصولات نهایی، روندهای آینده و امکاناتی برای جایگزینی حلال شیمیایی در حوزه‌های مختلف تولید و صنایع انجام شده است.

انواع حلال های شیمیایی

انواع حلال را می‌توان به دو دسته کلی حلال های آلی و حلال های معدنی تقسیم کرد. حلال‌های معدنی حاوی عنصر کربن نیستند. رایج‌ترین حلال‌های معدنی آب و آمونیاک مایع هستند در حالی که حلال‌های آلی مانند الکل‌ها، گلیکول اترها حاوی کربن و اکسیژن در ساختار خود هستند.

همچنین حلال‌ها را می‌توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد: قطبی و غیرقطبی. یک مورد خاص جیوه است که محلول‌های آن به عنوان آمالگام شناخته می‌شود. همچنین محلول‌های فلزی دیگری نیز وجود دارند که در دمای اتاق مایع هستند. به‌طورکلی، ثابت دی الکتریک حلال معیار تقریبی از قطبیت حلال را ارائه می‌دهد.

حلال قطبی نوعی حلال است که بارهای جزئی یا گشتاورهای دوقطبی زیادی دارد. پیوندهای بین اتم‌ها دارای الکترونگاتیوی بسیار متفاوت اما قابل اندازه‌گیری هستند. یک حلال قطبی می‌تواند یون‌ها و سایر ترکیبات قطبی را حل کند. در واقع حلال‌های قطبی مولکول‌های دوقطبی قوی هستند که از طریق پیوند هیدروژنی نیز با دیگر مواد برهمکنش دارند.

حلال های قطبی نیز اغلب باعث شکستن پیوندهای کووالانسی املاح یونیزاسیون این املاح می‌شوند. رایج‌ترین حلال‌های مورد استفاده در سیستم‌های دارورسانی، حلال‌های قطبی، از جمله، آب و الکل هستند. به حلال‌های قطبی دیگری مانند الکل‌ها، آلدئیدها و کتون‌های قند و سایر ترکیبات گروه‌های -OH نیز می‌توان اشاره کرد.

حلال‌های غیرقطبی خاصیت دوقطبی کمی دارند یا اصلاً ندارند. اگرچه آنها نمی‌توانند به‌طور مستقل دوقطبی تشکیل دهند؛ اما می‌توانند از برهمکنش‌های دوقطبی- دوقطبی برای حل املاح مناسب استفاده کنند. حلال‌های غیرقطبی دارای ثابت دی الکتریک بین 1 تا 20 هستند و شامل روغن‌های تثبیت شده، تتراکلرید کربن و کلروفرم می‌شوند. املاح یونی و قطبی در حلال‌های غیرقطبی حلالیت کمی دارند یا اصلاً حل نمی‌شوند. با این حال، روغن‌ها، چربی‌ها و اسیدهای چرب به خوبی در حلال‌های غیرقطبی حل می‌شوند.

انواع حلال های آلی

حلال های آلی ساختار مشترکی دارند. حلال‌های آلی هم ممکن است طبیعت آب‌گریز و هم آبدوست داشته باشند. حلال‌های آلی خواص فیزیکی و شیمیایی مختلفی از خود نشان می‌دهند که در زیر آورده شده است:

• در طبیعت فرار هستند – حلال‌های فرار آنهایی هستند که توانایی تبخیر دارند. به دلیل ماهیت فرار حلال‌های آلی وقتی در هوا آزاد می‌شوند، بوی آنها در فضا حس می‌شود.
• نقطه جوش پایینی از خود نشان می‌دهند، گفته می‌شود که حلال‌های آلی نقطه جوش بسیار پایینی دارند. به دلیل این نقطه جوش پایین، آنها بسیار فرار هستند.
• مایعات بی‌رنگ هستند و وزن مولکولی کمتری دارند. حلال‌های آلی فرار و با وزن مولکولی کم هستند و به شکل مایع در دمای اتاق وجود دارند.

براساس ساختار و گروه عملکردی، می‌توان حلال‌های آلی را به شکل‌های مختلفی دسته بندی کرد:

1. حلال‌های آلیفاتیک: این حلال‌ها متعلق به کلاس آلکن‌ها هستند. گفته می‌شود که آنها طبیعت غیرقطبی دارند. برخی از کاربردهای این‌گونه حلال‌ها عبارتند از استخراج روغن، رنگ، رنگ، داروسازی، پلیمریزاسیون و چسب.
2. حلال‌های آروماتیک: این حلال‌ها مانند حلال آلیفاتیک، حلال‌های غیرقطبی هستند. آنها به عنوان حلال‌های صنعتی برای چسب‌ها، رنگ‌ها، جوهرهای چاپ، فرایندهای استخراج، کاهش‌دهنده، در حشره‌کش‌ها و غیره استفاده می‌شوند.
3. حلال‌های کربونیل: این حلال‌ها شامل استرها می‌شود که دارای خواص قطبی هستند و در پاک‌کننده‌های رنگ ناخن، پاک‌کننده‌های الکترونیکی، تخته‌های مدار، کافئین زدایی، در چسب‌ها و همچنین در مواد طعم‌دهنده غذا استفاده می‌شوند.
4. برخی از حلال‌های آلی دیگر شامل الکل‌ها هستند که در کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند.

حلال پروتیک

یک حلال پروتیک از مولکول‌هایی تشکیل شده است که ممکن است به‌عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل کنند. آب، الکل و اسیدهای کربوکسیلیک نمونه‌هایی از حلال‌های پروتیک هستند. برخلاف آن حلال‌هایی که نمی‌توانند به عنوان اهداکننده پیوندهای هیدروژنی عمل کنند، حلال‌های آپروتیک در نظر گرفته می‌شوند.

ترکیباتی که با فرمول کلی ROH قابل توصیف هستند، حلال‌های پروتیک قطبی هستند. قطبیت حلال‌های پروتیک قطبی از دوقطبی پیوند O-H حاصل می شود. اندازه کوچک اتم هیدروژن و تفاوت زیاد در الکترونگاتیوی اتم اکسیژن و اتم هیدروژن جداسازی مولکول‌های شامل گروه OH از این گروه از ترکیبات قطبی را تضمین می‌کند و دقیقاً به همین دلیل است که حلال پروتیک به عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل می‌کند.

حلال آپروتیک

حلال آپروتیک پروتون آزاد نمی‌کند؛ اما ممکن است به‌عنوان یک حلال ساده عمل کند، جایی که قطبیت اندازه‌گیری شده توسط ثابت دی الکتریک قابل توجه است، یا ممکن است به‌عنوان یک گیرنده پروتون یعنی پایه آپروتیک عمل کند. حلال‌های آپروتیک ترکیبات قطبی مایعی هستند که فاقد اتم‌های هیدروژن قابل تجزیه هستند.

اجزا شیمیایی مانند پیوندهای O-H و N-H در این حلال‌ها وجود ندارند. بنابراین؛ گروه‌های هیدروکسیل (-OH) و گروه‌های آمین (-NH2) در حلال‌های آپروتیک وجود ندارند و قادر به تشکیل پیوند هیدروژنی نیستند.

حلال‌های آپروتیک همراه حلال‌های پروتیک توانایی حل کردن یون را دارند. کمبود هیدروژن اسیدی در این حلال‌ها وجود دارد و یون هیدروژن آزاد نمی‌کنند. حلال‌های آپروتیک قطبی دارای مقادیر ثابت دی الکتریک حداقلی یا متوسط هستند. نمونه‌هایی از حلال‌های آپروتیک شامل اتر، متیلن کلرید و هگزان است.

حلال های شیمیایی آلی در مراحل تولید میکروبی

حلال‌های شیمیایی ترکیبات موجود در کره زمین نیستند. در شرایط طبیعی، حضور آنها در مقادیر قابل‌توجهی محدود به مناطق خاص می‌شود. فقط تعداد محدودی از حلال‌های شیمیایی منشأ بیولوژیکی دارند و برخی ممکن است در طبیعت به غلظت‌های بالاتری برسند. بهترین نمونه شناخته شده اتانول است. بااین‌حال، بوتانول و استون نیز به‌راحتی توسط میکروب‌ها تشکیل می‌شوند و ممکن است غلظت‌های بالایی در آن ایجاد شود.

در حقیقت، در آغاز قرن بیستم، امکانات تولید بسیار بزرگی برای تولید میکروبی بوتانول و استون در حال بهره‌برداری بود. علاوه بر این، ترپن‌ها حلال‌های طبیعی هستند که به طور عمده توسط گیاهان تولید می‌شوند و در محلی می‌توانند به غلظت‌های بالایی برسند. به‌عنوان‌مثال، لیمونن در قطرات ریز در پوست پرتقال وجود دارد. همه این حلال‌ های شیمیایی برای سلول‌های میکروبی سمی هستند.

با پیشرفت صنعت شیمیایی، این تصویر به طرز چشمگیری تغییر کرده است. در مکان‌های آلوده، میکروارگانیسم‌ها ممکن است با غلظت‌های زیادی با تعداد زیادی حلال شیمیایی مواجه شوند. فقط با چند مورد استثنا، معلوم شد که اگر غلظت میکروب‌ها کم باشد قادر به تخریب این ترکیبات هستند.

این پتانسیل تخریب‌پذیر باتوجه‌به مقادیر کمیاب که ممکن است به‌صورت محلی در بیوسفر طبیعی وجود داشته باشد، غیرمنتظره نیست. اما قرارگرفتن در معرض سلول‌ها در غلظت‌های بالای غیرطبیعی این حلال‌ها معمولاً منجر به غیرفعال‌شدن برگشت‌ناپذیر و در نهایت مرگ آنها می‌شود.

صنایع شیمیایی تا حد زیادی مبتنی بر فرایندهای مبتنی بر حلال شیمیایی است. اما در فرایندهای بیوتکنولوژیک معمولاً میکروب‌ها در یک سیستم مبتنی بر آب مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. این رویکرد باتوجه‌به ترجیح میکروب‌ها برای آب و مشکلات حلال شیمیایی برای سلول‌های کامل کاملاً قابل‌درک است.

حلال‌های شیمیایی اغلب برای استخراج محصولات از فاز آبی استفاده می‌شوند؛ اما تنها پس از اتمام مراحل تولید. در این مرحله، صدمه به سلول‌های کامل اهمیتی ندارد. در هر دو صنعت شیمیایی و بیوتکنولوژی، حلال‌های شیمیایی آلی به دلیل ماهیت محصول یا بستر، مزایای زیادی نسبت به آب دارند.

در نتیجه، طی دهه‌های گذشته بسیاری از فرصت‌ها برای استفاده از حلال‌ شیمیایی در فرایندهای بیو کاتالیستی مورد بررسی قرار گرفته است. هرچه سیستم بیو کاتالیستی ساده‌تر باشد، استفاده از حلال‌های شیمیایی پیچیده‌تر است.

دسته بندی حلال های شیمیایی آلی

حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص‌سازی) کاربرد گسترده‌ای دارند. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به‌عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند. لیستی از انواع حلال‌های موردنیاز صنایع مختلف را می‌توانید در اینجا مشاهده کنید.

در میان انواع بی‌شمار حلال‌های شیمیایی آلی، مواردی که اغلب برای واکنش‌های آنزیمی مورداستفاده قرار می‌گیرند چندان نیستند و باتوجه‌به اهمیت محتوای آب حلال‌های آلی موردنظر، ممکن است در یکی از دسته‌بندی‌های زیر قرار بگیرند.

حلال‌ های آلی امتزاج‌ پذیر با آب

این حلال‌های آلی با دمای واکنش در آب واکنش‌پذیر هستند. هر نوع سیستم حلقی با نسبت 0 تا 100٪ از حلال به آب می‌تواند از این نوع حلال تهیه شود. توجه داشته باشید که برخی از حلال‌های آلی که دارای حلالیت در آب محدود در دمای محیط هستند و ازاین‌رو به‌عنوان آب غیرقابل‌قبول تلقی نمی‌شوند، در درجه حرارت بالا قابل اختلاط می‌شوند.

• متانول
• اتانول
• اتیلن گلایکول
• گلیسرول
• دی متیل فرمامید
• دی متیل سولفوکسید
• استون
• فرمالدهید
• دی اکسان

حلال های آلی امتزاج ناپذیر با آب

الکل ها

• ایزوپروپیل الکل
• بوتیل الکل
• آمیل الکل
• اکتانول
• استر ها
• متیل استات
• اتیل استات
• ان- بوتیل استات
• هگزیل استات

آلکیل هالیدها

• دی کلرو متان
• کلروفرم
• کربن تتراکلرید
• تری کلرو اتان

اترها

•  دی اتیل اتر
• دی پروپیل اتر
• دی ایزوپروپیل اتر
• دی بوتیل اتر
• دی پنتیل اتر

حلال های آلی نامحلول در آب

هیدروکربن های آلیفاتیک

• n– هگزان
• n– هپتان، ایزواکتان

هیدروکربن های آروماتیک

• بنزن
• تولوئن

هیدروکربن های آلیفاتیک حلقوی

• سیکلوهگزان

حلال های هیدروکربنی

نفت و گاز طبیعی فراوان‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین منابع هیدروکربن است. گاهی اوقات از نفتا برای توصیف روغن مایع کم‌جوش و محصولات مایع گاز طبیعی با دامنه جوش از 15.6 درجه سانتی‌گراد (60 درجه فارنهایت) تا 221 درجه سانتی‌گراد (430 درجه فارنهایت) استفاده می‌شود. این گروه بزرگ از ترکیبات می‌توانند از نظر ساختاری به‌عنوان آلیفاتیک و آروماتیک طبقه‌بندی شوند.

هیدروکربن‌های آلیفاتیک شامل آلکان‌های اشباع شده (پارافین‌ها)، آلکن‌های اشباع نشده (الفین) و آلکین‌ها (استیلن‌ها) و سیکلوپارافین‌ها (نفتن‌ها) هستند. پارافین‌ها می‌توانند خطی مانند n- بوتان ،n- پنتان و n- هگزان باشند و شاخه‌هایی مانند ایزوبوتان، ایزوپنتان، ایزو هگزان و غیره شاخه‌ای باشند.

نمونه‌ای از الفین‌ها اتیلن است. سیکلوپارافین، سیکلوپنتان و سیکلوهگزان. این ترکیبات از بنزین طبیعی و روغن‌های نفتی تشکیل شده‌اند که به طور معمول دارای هزاران هیدروکربن با وزن مولکولی از متان تا حدود 50,000- 100,000 دالتون هستند.

پس از پالایش، نفت خام به گازهای هیدروکربن (متان، اتان، پروپان و بوتان)، تقطیرهای سبک (نفتا و روغن‌های تصفیه شده)، تقطیرهای میانی (روغن گاز و روغن جاذب)، تقطیرهای سنگین (روغن‌های فنی، موم پارافین و روغن‌های روان‌کننده)، مواد باقیمانده روغن سوخت باقیمانده موم، آسفالت و کک و لجن پالایشگاه (کک اسید، اسید سولفونیک، روغن‌های سوختی سنگین و اسیدسولفوریک) تقسیم می‌شوند.

محصولات ویژه حلال های شیمیایی:

خرید ایزوپروپیل الکل

خرید حلال 402

خرید دی متیل فرمامید

خرید گیلسیرین

اتانول که به آن الکل، اتیل الکل، الکل گیاهی، الکل میوه، الکل سفید هم می‌گویند، یک مایع بی‌رنگ است که کاربردهای وسیع و گسترده‌ای در صنایع متعدد از جمله لوازم آرایشی بهداشتی، سوخت خودرو، عطر و ادکلن دارد. اتیلن الکل جزئی از حلال‌های صنعتی می‌باشد که برای تولیدات مواد آلی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اتانول چیست؟

از نظر شیمی، اتانول یک الکل است که به آن اتیل الکل نیز گفته می‌شود. ethanol دارای فرمول شیمیایی C2H5OHC2H5OH است. این نوع الکل می‌تواند به‌عنوان سوخت مورداستفاده قرار گیرد؛ زیرا احتراق الکل باعث ایجاد انرژی و گرما می‌شود.

اتیل الکل یک مایع شفاف و بی‌رنگ با بوی الکلی است. اتیلن الکل در ابتدا به‌عنوان حلال هنگام تهیه لاک و عطر و به‌عنوان نگهدارنده برای نمونه‌های بیولوژیکی مورداستفاده قرار می‌گرفت. علاوه بر این، الکل گیاهی به‌عنوان ماده ضد عفونی‌ کننده مورداستفاده قرار می‌گیرد.

اتانول چگونه تولید می شود؟

تاریخچه اتانول

اتانول یک ترکیب شیمیایی شفاف و بی‌رنگ است که از قندهای موجود در محصولاتی مانند ذرت، چغندرقند و نیشکر تولید می‌شود. اتیلن الکل برای اولین‌بار در تأمین انرژی یک موتور در سال 1826 استفاده شد و در سال 1876، نیکلاس اتو، مخترع موتور احتراق داخلی چهار چرخه مدرن، از اتانول برای تأمین انرژی اولیه موتور استفاده کرد.

اتلین الکل ول همچنین به‌عنوان سوخت چراغ روشنایی در دهه 1850 مورداستفاده قرار می‌گرفت. در دهه 1850 تقریباً 90 میلیون گالن ethanol هرسال در ایالات متحده تولید می‌شد. در آن زمان از Ethanol به‌عنوان سوخت لامپ استفاده می‌شد. البته بعد از افزایش قیمت آن پس از سال 1862، مردم نفت سفید را جایگزین اتانول به‌عنوان سوخت روشنایی کردند.

ساختار اتانول

فرمول شیمیایی اتانول

فرمول مولکولی C2H6O است، به این معنی که اتیلن الکل در ساختار خود دارای دو اتم کربن و یک اتم اکسیژن است.

فرمول ساختار اتانول

فرمول ساختاری C2H5OH، نشان می‌دهد زنجیره دو کربنی دارای یک گروه هیدروکسیل (-OH) در انتها است.

اتانول چه نوع ترکیبی است؟

اتانول یا EtOH؛ الکل اتیلیک، نیز نامیده می‌شود. اتلین الکل، جز ترکیبات آلی شناخته شده به‌عنوان الکل‌های نوع اول است. الکل نوع اول ترکیبی است که دارای یک گروه عاملی هیدروکسیل با ساختار کلی RCOH هستند. این ترکیب آلی یک الکل ساده با فرمول شیمیایی که فرمول آن را می‌توان به‌صورت CH3-CH2-OH یا C2H5OH (یک گروه اتیل متصل به یک گروه هیدروکسیل) نیز نوشت.

واکنش اتانول

• واکنش اتانول با سدیم

هنگامی که این الکل با سدیم واکنش می‌دهد، محصول نهایی واکنش گاز هیدروژن و اتوکسید سدیم خواهد بود.

2Na + 2CH3CH2OH → 2CH3CH2O Na + H2

• آبگیری اتانول با کاتالیزور اسید

هنگامی که در حضور غلظت کافی اسیدسولفوریک در دمای 443 کلوین گرم شود، آلکن به دست می‌آید.

CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O

در واکنش فوق، آب با استفاده از عامل آبگیری که اسیدسولفوریک است حذف می‌شود.

روش تولید اتانول

عمدتاً ethanol از یکی از دو روش نفت یا زیست‌توده تولید می‌شود. اتیلن الکل حاصل از نفت در واحدهای شیمیایی بزرگ از طریق فرایند پتروشیمی به دست می‌آید. مواد اولیه از طریق تقطیر جز به جز از نفت جدا می‌شوند. اتان (C2H6C2H6)، یکی از مواد خام جدا شده، از طریق فرایند کرک به اتن (C2H4C2H4) که به آن اتیلن نیز گفته می‌شود، تبدیل می‌شود.

اتیلن از طریق یک فرایند هیدراتاسیون به الکل سفید تبدیل می‌شود که نیاز به یک کاتالیزور (فسفریک اغلب اسید) دارد به‌طوری‌که واکنش‌دهنده اتن تحت‌فشار زیاد در محفظه واکنش است. فشار بالا سرعت واکنش را افزایش می‌دهد، به‌طوری‌که اتانول بیشتری تولید می‌شود. این فرایند هیدراتاسیون یک واکنش شیمیایی گرمازا است و انرژی گرمایی آزاد می‌کند:

اتیل الکل تولید شده با استفاده از زیست‌توده به‌عنوان بیو اتانول شناخته می‌شود.

ویژگی‌ های اتانول

در جدول زیر برخی از خصوصیات اساسی ethanol آورده شده است :

اتانول به‌عنوان سوخت قابل احتراق استفاده می‌شود. لازم به ذکر است اتیل الکل برای احتراق به اکسیژن نیاز دارد. واکنش احتراق الکل انرژی گرمایی آزاد می‌کند و نمونه‌ای از واکنش گرمازا است. همچنین تغییر آنتالپی (ΔH) در این واکنش منفی است.

ethanol ترکیب بسیار مفیدی است. این الکل برای کشتن حشرات، آتش‌زدن چیزها خارج‌کردن اسیدهای نوکلئیک از محلول فوق‌العاده است. اما هر نوع اتیل الکل برای هر کاری مناسب نیست. برای کمک به شما، در اینجا به بررسی مقادیر اتانول‌هایی که به طور معمول در زیست‌شناسی مولکولی استفاده می‌شوند، و همچنین برخی از قوانین مهم برای استفاده صحیح از آنها اشاره شده است.

انواع مختلف اتانول

اتلین الکل 95% (95.6%)

این بالاترین غلظت الکل سفید است که می‌توانید با استفاده از تقطیر به دست آورید، زیرا اتیل الکل 95.6٪ یک آزئوتروپ است، به این معنی که حالت بخار دارای نسبت ethanolبه آب یکسان با حالت مایع است.

اتلین الکل خالص (99-100%)

برخی از فرایندهای حساس به آب نیاز به ethanol خالص نیاز دارند. یک روش معمول برای تولید این نوع الکل با غلظت بالاتر از 95٪ استفاده از افزودنی‌هایی است که باعث اختلال در ترکیب آئوزروپ شده و اجازه تقطیر بیشتر را می‌دهد. به همین دلیل، اتیل الکل خالص گاهی حاوی مقدار کمی از این مواد افزودنی (مانند بنزن) است. این الکل خالص آب را جذب می‌کند، بنابراین انتظار نداشته باشید که در صورت عدم استفاده از آن، اتانول 100٪ باقی بماند.

اتلین الکل دناتوره

اتانول دناتوره (95٪ یا خالص) حاوی مواد افزودنی (مانند متانول و ایزوپروپانول) است که آن را برای نوشیدن سمی می‌کند و بنابراین از مالیات نوشیدنی معاف است. این باعث می‌شود ارزان‌تر از اتیل الکل خالص باشد.

کاربردهای اتانول

اتیلن الکل به‌عنوان ضد عفونی‌ کننده

گذشته از تفاوت‌های اساسی در هزینه، مهم نیست که از کدام غلظت این الکل برای ضدعفونی‌کردن استفاده می‌کنید، بنابراین اکثر آزمایشگاه‌ها از اتیل الکل دناتوره استفاده می‌کنند. آنچه مهم است غلظت نهایی آن است. اتیل الکل یک ماده ضدعفونی‌کننده مؤثر در غلظت‌های 70 تا 90 درصد است. دقیقاً مشخص نیست که چرا ethanol با غلظت بالاتر بعضی از باکتری‌ها را به همان سرعت اتیل الکل رقیق شده، از بین نمی‌برد.

بااین‌حال، در رقیق کردن ethanol، دو نکته وجود دارد. یکی این است که اتیل الکل رقیق شده دیگر یک آئزوتروپ نیست، بنابراین تبخیر باعث کاهش تدریجی غلظت این الکل خواهد شد. افرادی که اتانول 70٪ را روی میز خود نگه می‌دارند، نباید تعجب کنند از اینکه پس از مدتی که ethanol کارایی را از دست بدهد.

نکته دوم که باید مراقب باشید این است که مخلوط اتیل الکل /  آب حجم افزودنی ندارد. این بدان معنی است که اگر می‌خواهید 1 لیتر 70٪ اتانول از اتانول خالص تهیه کنید، نمی‌توانید با مخلوط‌کردن 700 میلی‌لیتر اتیل الکل و 300 میلی‌لیتر آب این کار را انجام دهید. روش صحیح این است که 700 میلی‌لیتر اتیل الکل اندازه‌گیری شود و سپس آن را به میزان 1 لیتر با آب برسانید. البته، شما همچنین نباید فراموش کنید که اتیل الکل با هر غلظتی بسیار قابل اشتعال است.

الکل سفید به‌عنوان حلال، در سنتز سایر مواد شیمیایی آلی، و به‌عنوان افزودنی بنزین خودرو برای جلوگیری از کوبیدن موتور استفاده می‌شود. ethanol عدد اکتان بالاتری نسبت به بنزین دارد و در ترکیب با بنزین ویژگی‌های آن را بهبود می‌بخشد. بنزین با اکتان پایین با اتانول 10 درصد مخلوط می‌شود تا به اکتان استاندارد 87 برسد.

اتیلن الکل به‌راحتی با آب و بسیاری از ترکیبات آلی مخلوط می‌شود و یک حلال مؤثر برای استفاده در رنگ، لاک و همچنین محصولات مراقبت شخصی و پاک‌کننده‌های خانگی است.

در صنعت لوازم آرایشی و محصولات زیبایی، به‌عنوان ماده نگهدارنده انواع لوسیون‌ها کاربرد دارد. در صنعت رنگ نیز از به‌عنوان نگهدارنده استفاده می‌شود. اتانول می‌تواند باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌هایی را که می‌توانند برای ما مضر باشند از بین ببرد، ازاین‌رو کاربرد گسترده‌ای در فرمولاسیون مواد ضدعفونی‌کننده دارد.

تفاوت بین اتانول و متانول

اتانول

فرمول شیمیایی اتانول CH3CH2OH است که از پیوند یک گروه اتیل (CH3CH2-) به یک گروه هیدروکسید (-OH) تشکیل می‌شود. EtOH مخفف دیگر است. اتانول بسیار قابل اشتعال و فرار است. به دلیل ایجاد پیوندهای هیدروژنی در آب حل می‌شود. به طور مشابه، اتانول ممکن است با الکل‌های دیگر ترکیب شود. همچنین یک مایع بی‌رنگ با بوی ضعیف شیمیایی است. اتانول جدا از برهمکنش‌های فراوانش با دیگر حلال‌های آلی، به عنوان یک اسید ضعیف عمل می‌کند. اما اسیدیته آن کمتر از اسیدیته آب است. در عوض، یک یون اتوکسید از یک یون هیدروکسید بازی‌کننده‌تر می‌شود.

متانول

متانول که معمولاً به عنوان متیل الکل شناخته می‌شود، با اتصال یک گروه متیل (CH3-) به یک گروه هیدروکسید (-OH) ایجاد می‌شود که منجر به فرمول شیمیایی CH3OH می‌شود. با این حال، گاهی اوقات به عنوان MeOH کوتاه می‌شود. همچنین به عنوان “الکل چوب” شناخته می‌شود، زیرا قبلاً به عنوان محصول جانبی تقطیر چوب ایجاد شده بود.

با این حال، متانول معمولاً با کاتالیز از مونوکسید کربن، دی اکسید کربن و هیدروژن سنتز می‌شود. متانول اساسی‌ترین الکل کشف شده در شیمی است و بسیار فرار و قابل احتراق است. به همین ترتیب بی‌رنگ است و بویی شبیه اتانول دارد. متانول ممکن است با آب و سایر الکل‌ها پیوندهای هیدروژنی ایجاد کند و به طور مأثر با آنها مخلوط شود. در مقایسه با اتانول، متانول اسیدیته بیشتری دارد که تا حدودی بالاتر از آب است. (سایت مرجع)

نونیل فنل‌ ها خانواده‌ای از ترکیبات آلی نزدیک به هم هستند که از فنل حاوی 9 کربن دم تشکیل شده‌اند. نونیل فنل‌ها می‌توانند در ساختارهای متعددی وجود داشته باشند که همه آنها ممکن است آلکیل فنل در نظر گرفته شوند. (منبع)

نونیل فنل اتوکسیله چیست؟

نونیل فنل‌های اتوکسیله سورفاکتانت‌های غیر یونی هستند که از اتیلن اکسید و ترکیب اضافی نونیل فنل تشکیل شده‌اند. از نظر فیزیکی، نونیل فنل اتوکسیله مایعی شفاف، بی‌رنگ تا جامدات سفید بسته به سطح اتوکسیلاسیون متفاوت است. نونیل فنل‌های اتوکسیله تا 6 مول قابل پخش (دیسپرس شدن) در آب هستند.

نونیل فنول اتوکسیله از 7 مول به بالا معمولاً در آب حل می‌شوند و همچنین در بیشتر حلال‌های قطبی محلول هستند. به‌طورکلی، با افزایش زنجیره اکسید اتیلن متصل به بخش آب‌گریز نونیل فنل، مقدار HLB (حلالیت در آب)، نقطه ریزش، نقطه ابری، چگالی، گرانروی و نقطه اشتعال اتوکسیلات افزایش می‌یابد.

این ماده به طور گسترده‌ای به‌عنوان تثبیت‌کننده امولسیون استفاده می‌شود. یک امولسیفایر و دیسپرست با HLB (تعادل هیدروفیلی – لیپوفیلی) بالا و قابل استفاده در پاک‎‌کننده‌های صنعتی، مواد شیمیایی کشاورزی و پردازش پارچه و چرم است.

نونیل فنل اتوکسیله دسته‌ای از مواد شیمیایی عملکردی است که فعالیت سطحی را افزایش می‌دهد و کشش سطحی آب را کاهش می‌دهد، اجازه می‌دهد تا پخش راحت‌تر، خیس شدن و مخلوط بهتر مایعات انجام شود.

سورفاکتانت‌ها بر اساس ویژگی‌های یونی موجود در آب به یکی از چهار دسته طبقه‌بندی می‌شوند: آنیونی (بار منفی)، غیر یونی (بدون بار)، کاتیونی (بار مثبت) و آمفوتریک (هر دو بار مثبت و منفی). نونیل فنل اتوکسیله به‌عنوان آلکوکسی فنل اتوکسیله (APE) شناخته می‌شوند.

نونیل فنل باتوجه‌به مقرون‌به‌صرفه بودن و عملکرد بالا در چندین کاربرد، سورفاکتانت‌های اصلی محسوب می‌شوند. استفاده اولیه از نونیل فنل به‌عنوان ماده اولیه در سنتز این ماده است. نونیل فنل با واکنش نونیل فنل با اکسید اتیلن (EO) در شرایط اساسی تولید می‌شوند، با نسبت مولی NP به EO که درجه اتوکسیلاسیون را تعیین می‌کند.

نونیل فنل‌های اتوکسیله از طریق واکنش نونیل فنل (NP) و اتیلن اکسید با هیدروکسید پتاسیم (KOH) به‌عنوان کاتالیزور تولید می‌شوند. علاوه‌بر سایر پارامترهای واکنش، نسبت اتیلن اکسید به نونیل فنل به‌طورکلی تعداد واحدهای اتوکسی (EO) (به‌عنوان‌مثال، طول زنجیره پلیمری) و بنابراین وزن مولکولی مولکول‌های موجود در مخلوط این ماده تولید شده را تعیین می‌کند. برای ساده‌سازی کار با محصول، ممکن است در حین فرمولاسیون آب اضافه شود.

سورفاکتانت‌های نونیل فنل اتوکسیله که به‌صورت تجاری در دسترس هستند بسته به وزن مولکولی ترکیبات نونیل فنل اتوکسیله و دمای استفاده، می‌توانند جامد یا مایع باشند. فرمولاسیون‌های جامد معمولاً به رنگ سفید تا زرد یا نارنجی روشن هستند و مایعات نیز شفاف تا کمی ابری هستند.

مخلوط‌های نونیل فنل که عمدتاً از ترکیب‌های با وزن مولکولی پایین‌تر تشکیل می‌شوند (به‌عنوان‌مثال، زنجیره‌های EO کوتاه‌تر) تمایل به مایعات دارند ، درحالی‌که مخلوط‌های فنی نونیل فنل اتوکسیله با وزن مولکولی بالاتر به‌طورکلی جامد هستند. گروه دوم معمولاً در طی فرمولاسیون محصول با آب رقیق می‌شوند، بنابراین محلول آبی نونیل فنل تهیه می‌شود.

نونیل فنل‌ اتوکسیله عوامل مؤثری هستند که وقتی در محلول‌های آبی هستند به یون‌ها تفکیک نمی‌شوند. اتوکسیله معمولاً به‌عنوان شوینده استفاده می‌شوند؛ زیرا نمونه‌های یونی آنها در آب سخت محلول نیستند. نونیل فنل‌های اتوکسیله علاوه بر مواد شوینده خوب، از قابلیت حلالیت عالی، پایداری شیمیایی و خاصیت کف کمی برخوردار هستند.

این ماده حتی در صورت استفاده طولانی‌مدت روی پوست نیز ملایم هستند. گروه آب‌دوست نونیل فنل و الكیل فنل اتوکسیله از یک آلکن اتر که یک پلی اتر محلول در آب است و طول آن از ده تا صد واحد است، تشکیل شده است. این ماده از طریق اکسید پروپیلن، اتیلن اکسید و بوتیلن اکسید پلیمریزه می‌شوند و به یک مولکول تبدیل می‌شوند. نونیل فنل اتوکسیله همچنین می‌تواند به‌عنوان یک ماده مرطوب‌کننده، امولسیون‌کننده‌ها و مواد شوینده استفاده شود؛ اما این به نسبت اکسیدها و اتم‌های کربن بستگی دارد.

کاربرد نونیل فنل اتوکسیله

نونیل فنل‌های اتوکسیله در فرایندهای صنعتی مفید هستند و از جمله کاربردهای مختلف نونیل فنل می‌توان به استفاده از آنها به‌عنوان مواد شوینده، پاک‌کننده‌های صنعتی، عفونی‌کننده‌ها، تثبیت‌کننده‌ها، مواد ضد عفونی‌ کننده، مواد پخش‌کننده و امولسیون‌کننده‌های مواد شیمیایی زراعی اشاره کرد. سایر کاربردهای صنعتی شامل کارهای فلزی، جوهر زدایی کاغذ، حفاری محصول، فراوری منسوجات، سنتز آنیونی سورفاکتانت‌ها، کنترل گردوغبار، چسب، مواد آرایشی و دارویی، روغن روان و پلاستیک است.

نونیل فنل همچنین می‌توانند در سولفات‌های اتر و کربوکسیلات‌های اتر، محصولات آرایشی و بهداشتی و همچنین سایر کاربردهای صنعتی و کشاورزی استفاده شوند.

نونیل فنل اتوکسیله واکنش‌پذیر است و وقتی به پایه‌های الکل اضافه شود، سورفاکتانت اتوکسیله را تشکیل می‌دهد که غیر یونی است و هیچ بار الکتریکی ندارد. این بدان معنی است که نونیل فنل در آب سخت، در دمای پایین خوب کار می‌کنند، در اسیدها و قلیا پایدار هستند و با انواع دیگر سورفاکتانت‌ها سازگار هستند.

نونیل فنل در متانول و زایلن قابل‌حل است و در شرایط عادی کاملاً پایدار است. این مترادف با پلی اکسی اتیلن نونی فنیل اتر، نونی فنیل پلی‌اتیلن گلیکول اتر، پلی‌اتیلن مونواتر گلیکول و اتوکسیالات نونی فنل است. این خواص موجود در این نونیل فنل است که آن را به محصولی باارزش برای کاربردها به‌عنوان سورفاکتانت صنعتی تبدیل می‌کند.

پیشنهاد دکتر کمیکال برای مطالعه بیشتر: سدیم لوریل سولفات

نونیل فنل در کشاورزی

نونیل فنل‌ در کشاورزی به‌عنوان مواد کمکی استفاده می‌شوند و به طور هم‌زمان با سموم دفع آفات و مواد شیمیایی تولید می‌شوند. یک مثال اصلی استفاده از نونیل فنل اتوکسیله به‌عنوان امولسیفایر در غوطه ورک های پایه ید است که روی سینه‌های حیوانات تولیدکننده شیر به‌عنوان درمان‌های پزشکی ضدمیکروبی در تولیدات دامی متداول و ارگانیک اعمال می‌شود.

سورفاکتانت‌های نونیل فنل همچنین به‌عنوان مواد کمکی در علف‌کش‌ها و سایر محصولات آفت‌کش دیگری که برای محصولات اعمال می‌شوند، استفاده می‌شود. سورفاکتانت‌ها را می‌توان به‌عنوان مواد کمکی تعریف کرد که “املاح، پراکندگی، پخش‌شدن، خیس کردن یا سایر خصوصیات اصلاح سطح مایعات را تسهیل و تثبیت می‌کند” یا به طور گسترده‌تر به‌عنوان “هر ماده غیر سموم دفع آفات به یک محصول آفت‌کش یا مخلوط اسپری آفت‌کش برای افزایش عملکرد آفت‌کش اضافه می‌شود.”

به‌عنوان مواد افزودنی، سورفکتانت‌های نونیل فنل به طور گسترده‌ای برای افزایش جذب و اثربخشی مواد فعال در سموم دفع آفات هستند. مواد مؤثره و مدرن آفت‌کش‌ها برای حل‌شدن در آب فرموله شده‌اند. سطوح مومی بسیاری از حشرات، قارچ‌ها و گیاهان، نفوذ محلول‌های اسپری موجود در آب را به ارگانیسم‌های هدف دشوار می‌کند. از مواد کمکی نونیل فنل برای غلبه بر این سد استفاده شده است، در نتیجه اجازه نفوذ بیشتر مواد آفت‌کش فعال در هدف آن را می‌دهد.

نونیل فنل در نساجی

روند تولید پارچه و لباس می‌تواند طولانی و پیچیده باشد. بسیاری از فرایندها و مواد شیمیایی مختلف وجود دارد که ممکن است در چندین مکان مختلف در سراسر جهان انجام شود.

به طور سنتی از نونیل فنل اتوکسیله برای پردازش پارچه برای اهداف زیر استفاده می‌شود:

• شستشو و تمیزکردن پنبه خام
• روغن‌کاری فیبر
• امولسیون‌کننده
• عامل پراکندگی
• عامل فعال سطحی

در جدول زیر موارد استفاده از نونیل فنل ذکر شده است:

غلظت نونیل فنل اتوکسیله	محصول نساجی	سازمان
1.6-10,608 mg/Kg	حوله های کتان	SSNC
3-940 mg/kg	تیشرت	SSNC
1.1-27,000 mg/kg	بقیه موارد	Greenpeace

هیپوکلریت سدیم چیست؟ ترکیبی است که می‌تواند به طور موثری برای تصفیه آب مورد استفاده قرار‌ گیرد. آب ژاول در مقیاس گسترده‌ای برای تمیزی سطوح و به‌عنوان سفید کننده، از بین بردن بو و ضد عفونی کننده آب استفاده می‌شود.

برای فروش مواد شیمیایی وخرید هیپوکلریت سدیم در صنایع متعدد می‌توانید با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

هیپوکلریت سدیم چیست؟

به طور کلی از هیپوکلریت محلول در آب در غلظت‌های مختلف استفاده می‌شود. اگرچه هیپوکلریت اسید جامد در دسترس است، اما به طور تجاری استفاده نمی‌شود. این محلول‌ها، مایعات مایل به سبز و مایل به زرد با بوی کلر دارند. یک جامد سفید است که به راحتی در آزادسازی آب اکسیژن و کلر تجزیه می شود. همچنین از بوی کلر قوی برخوردار است.

هیچکدام از ترکیبات به طور طبیعی در محیط وجود ندارند. این محلول در درجه اول به عنوان ماده سفیدکننده یا ضدعفونی‌کننده استفاده می‌شود. آب ژاول به‌عنوان سفیدکننده تجاری، محلول تمیزکننده و ضدعفونی‌کننده برای آب آشامیدنی و سیستم‌های تصفیه آب بازیافتی و استخرها استفاده می‌شود.

هیپوکلریت سدیم در پالپ‌های شیمیایی، سفیدکننده نساجی، تنظیف‌کننده تجاری، سفیدکننده خانگی، عنوان ضدعفونی‌کننده استخرها، ضدعفونی‌کننده آب و فاضلاب شهری، ضدعفونی‌کننده در کارخانه‌های لبنیات و فراوری مواد غذایی، بیمارستان‌ها و خانوارها استفاده می‌شود.

همچنين از هیپوکلریت برای كنترل قارچ‌های تجهيزات توليد روغن و به عنوان ماده شیرین کننده (آب شیرین کن) در پالایشگاه‌های نفتی و در صنایع شیمیایی برای تولید هیدرازین، کلرید تری سدیم فسفات و مواد شیمیایی آلی استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: شیرین سازی گاز

محلول هیپوکلریت سدیم

محلول‌های هیپوکلریت سدیم که به‌طور مستقیم با الکترولیز آب دریا یا آب نمک تولید می‌شود، عمدتاً در فاضلاب و تصفیه فاضلاب، ضدعفونی‌کننده‌های تجاری، استخرهای بزرگ و کشتی‌های برای مهار رشد باکتری در سیستم‌های آب دریا، برای تصفیه آب مقطر و به عنوان ماده ضد عفونی‌کننده برای ذخیره ماهی استفاده می‌شود. این محلول برای کنترل لجن، صدف و جلبک در لوله کشی و لوله‌ها، برای ضدعفونی آب دریا برای بازیافت روغن ثانویه و برای از بین بردن سیانید استفاده می‌شود.

هیپوکلریت اسید چه زمانی کشف شد؟

در حدود سال 1785، برتولت فرانسوی مواد سفیدکننده مایع را بر اساس هیپوکلریت اسید تولید کرد. شرکت ژاول این محصول را معرفی کرد و آن را “مایع ژاول” نامید. در ابتدا از آن برای سفید کردن پنبه استفاده می‌شد. به دلیل ویژگی‌های خاص آن به زودی به یک ماده محبوب تبدیل شد. محلول هیپوکلریت می‌تواند لکه‌های لباس را در دمای اتاق از بین ببرد. در فرانسه، این نوع محلول هنوز به عنوان “eau de Javel” یا آب ژاول شناخته می‌شود.

با افزودن هیپوکلرید سدیم به آب، pH چه تغییری می کند؟

به دلیل وجود سود سوز آور در هیپو کلریت، pH آب افزایش می‌یابد. وقتی در آب حل می‌شود، دو ماده تشکیل می‌شود که در اکسیداسیون و ضدعفونی شدن نقش دارند. این ها هیپوکلرو اسید (HOCl) و یون هیپوکلریت کمتر فعال (OCl-) هستند. PH آب میزان هیپوکلرو اسید را تشکیل می‌دهد.

در حالی‌که از هیپو کلریت استفاده می‌شود، از اسید هیدروکلریک (HCl) برای پایین آوردن PH استفاده می‌شود. اسید سولفوریک (H2SO4) می‌تواند به عنوان جایگزینی برای اسید استیک استفاده شود. در هنگام استفاده از اسید سولفوریک گازهای مضر کمتری تولید می‌شود. اسید سولفوریک یک اسید قوی است که به شدت با پایه‌ها واکنش نشان می‌دهد و بسیار خورنده است.

هیپوکلریت اسید چه ویژگی هایی دارد؟

یک محلول شفاف و زرد رنگ با بوی مشخص است. دارای چگالی نسبی 1.1 (5.5 % محلول آبکی) است. به عنوان یک ماده سفیدکننده برای مصارف خانگی معمولاً حاوی 5 % هیپوکلریت (pH حدود 11 آن تحریک کننده است). اگر غلیظ‌تر باشد، حاوی غلظت 10- 15 % هیپوکلریت اسید (با PH حدود 13 است، می‌سوزاند و خورنده است).

همچنین محلولی ناپایدار است. کلر با سرعت 0.75 گرم کلر فعال در روز از محلول تبخیر می‌شود و سپس گرم می‌شود. این اتفاق همچنین هنگامی رخ می‌دهد که هیپوکلریت با اسیدها، نور خورشید، برخی فلزات و گازهای سمی و خورنده از جمله گاز کلر در تماس باشد.

یک اکسیدکننده قوی است و با ترکیبات و کاهش‌دهنده‌های قابل اشتعال واکنش نشان می‌دهد. همچنین بازی ضعیف است که قابل اشتعال است. این ویژگی‌ها باید هنگام حمل و نقل، ذخیره و استفاده از آن در نظر گرفته شود.

مزایا و مضرات استفاده از هیپوکلریت اسید

مزایا

به راحتی و در صورت تولید در محل می‌توان آن را ذخیره و حمل کرد. مقدار مصرف (دوزینگ) ساده است. حمل‌و‌نقل و ذخیره‌سازی هیپو کلریت بی‌خطر است. به اندازه گاز کلر برای ضدعفونی نیز موثر است و همچنین باقیمانده ضدعفونی‌کننده، تولید می‌کند.

معایب

یک ماده خطرناک و خورنده است. در حین کار با هیپوکلریت سدیم، برای محافظت از کارگران و محیط زیست باید اقدامات ایمنی انجام شود. نباید با هوا در تماس باشد، زیرا این امر باعث تجزیه آن می‌شود. هر دو هیپوکلریت اسید و کلر Giardia Lambia و Cryptosporidium را غیرفعال نمی‌کنند.

کاربردهای سدیم هیپوکلریت

هیپوکلریت سدیم در مقیاس وسیعی استفاده می‌شود. به عنوان مثال در کشاورزی، صنایع شیمیایی، صنایع رنگ و آهک، صنایع غذایی، صنایع شیشه‌ای، صنایع کاغذ، صنایع دارویی، صنایع مصنوعی و صنایع دفع زباله. در صنعت نساجی از سدیم هیپوکلریت برای سفید کردن منسوجات استفاده می‌شود.

(فروش مواد شیمیایی نساجی)

(فروش مواد اولیه صنایع دارویی)

(فروش مواد اولیه صنایع غذایی)

(فروش مواد اولیه کشاورزی)

بعضی اوقات به فاضلاب صنعتی اضافه می‌شود. این کار برای کاهش بوها انجام می‌شود. گاز هیدروژن گوگرد (SH) و آمونیاک (NH3) را خنثی می‌کند. همچنین برای سم‌زدایی حمام سیانور در صنایع فلزی نیز استفاده می‌شود.

از هیپو کلریت می‌توان برای جلوگیری از رشد جلبک و صدف در برج‌های خنک کننده استفاده کرد. در تصفیه آب از این محلول برای ضدعفونی‌کردن آب استفاده می‌شود. در خانوارها، اغلب از هیپوکلریت برای تصفیه و ضدعفونی خانه استفاده می‌شود.

ضد عفونی کننده هیپو کلریت چگونه کار می کند؟

با افزودن هیپوکلریت به آب، هیپوکلرو  اسید (HOCl) تشکیل می‌شود:

هیپوکلرو اسید به اسید هیدروکلریک (HCl) و اکسیژن (O) تقسیم می‌شود. اتم اکسیژن یک اکسیدکننده بسیار قوی است. این محلول در برابر باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها موثر است. محلول هیپوکلریت سدیم همانند کلر ضدعفونی می‌کند.

چگونه هیپوکلرید سدیم در استخرها استفاده می شود؟

هیپوکلریت در استخرهای شنا برای ضدعفونی و اکسیداسیون آب استفاده می‌شود. این مزیت را دارد که میکروارگانیسم‌ها نمی‌توانند در برابر آن مقاومت ایجاد کنند. همچنین در برابر باکتری‌های لژیونلا و بایو فیلمی که در آن باکتری‌های لژیونلا می‌توانند تکثیر شوند، مؤثر است. هیپوکلرو اسید با واکنش هیدروکسید سدیم با گاز کلر تولید می‌شود. به اصطلاح در آب “کلر فعال” تشکیل می‌شود.

روش‌های مختلفی برای استفاده از این نوع محلول وجود دارد. برای الکترولیز نمک در محل، از محلول نمک (NaCl) در آب استفاده می‌شود. یون‌های سدیم (Na+) و کلرید (Cl-) تولید می‌شوند.

با هدایت محلول نمکی بر روی یک سلول الکترولیز، واکنش‌های زیر در الکترودها صورت می‌گیرد:

متعاقباً کلر و هیدروکسید نسبت به تشکیل هیپوکلریت واکنش نشان می‌دهند:

مزیت سیستم الکترولیز نمک این است که دیگر نیازی به انتقال یا ذخیره‌سازی هیپوکلرید نیست. وقتی این محلول برای مدت طولانی ذخیره شود، غیرفعال می‌شود. یکی دیگر از مزایای فرایند سایت این است که کلر pH را کاهش می‌دهد و هیچ اسید دیگری برای کاهش pH لازم نیست.

گاز هیدروژن تولیدشده دارای مواد منفجره بوده و در نتیجه تهویه لازم جهت جلوگیری از نشت است. این سیستم کند است و بافر هیپوکلریت سدیم اضافی نیاز به استفاده دارد. نگهداری و خرید سیستم الکترولیز بسیار گران‌تر از هیپو کلریت است.

هنگامی که از این محلول استفاده می‌شود، استیک یا اسید سولفوریک به آب اضافه می‌شود. مصرف بیش از حد می‌تواند گازهای سمی ایجاد کند. اگر دوز خیلی کم باشد، PH بالا می رود و می‌تواند چشم‌ها را تحریک کند.

از آنجا که از هیپوکلرید هم برای اکسیداسیون آلودگی‌ها و هم برای از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا استفاده می‌شود، غلظت مورد نیاز این محلول‌ها به غلظت این آلاینده‌ها بستگی دارد. به خصوص میزان آلودگی آلی میزان غلظت مورد نیاز را تعیین می‌کند. اگر آب قبل از اعمال هیپوکلریت سدیم فیلتر شود، به کمبود کلسیم سدیم نیاز است.

چگونه می توان هیپوکلریت اسید تولید کرد؟

هیپوکلریت سدیم به دو روش قابل تولید است:

1. با حل کردن نمک در آب نرم، که منجر به محلول آب نمک غلیظ می‌شود. محلول الکترولیز می‌شود و محلول هیپوکلریت سدیم را در آب تشکیل می‌دهد. این محلول حاوی 150 گرم کلر فعال (Cl2) در هر لیتر است. در طی این واکنش گاز منفجره هیدروژن نیز تشکیل می‌شود.
2. با افزودن گاز کلر (Cl2) به سود سوز آور (NaOH). هنگامی که این کار انجام شد، هیپوکلریت اسید، آب (H2O) و نمک (NaCl) با توجه به واکنش زیر تولید می شوند:

اثرات سلامتی محلول هیپوکلریت سدیم چیست؟

هیچ مقدار آستانه‌ای برای قرار گرفتن در معرض آن وجود ندارد. اثرات بهداشتی مختلفی پس از قرار گرفتن در معرض این محلول رخ می‌دهد. افراد با استنشاق آئروسل‌ها در معرض هیپو کلریت قرار می‌گیرند که باعث سرفه و گلو درد می‌شود.

پس از بلع آن اثرات درد معده، احساس سوزش، سرفه، اسهال، گلودرد و استفراغ است. همچنین روی پوست یا چشم باعث قرمزی و درد می‌شود. پس از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت، پوست می‌تواند حساس شود. برای ارگانیسم‌های آب سمی نیز است. هنگام تماس با نمک‌های آمونیوم بسیار جهش‌زا و سمی است.

هیپوکلرید سدیم در استخرهای شنا

غلظت استفاده شده این محلول که در استخرها یافت می‌شود، به طور کلی برای افراد مضر نیست. هنگامی که بیش از حد در آب کلر وجود دارد، بافت‌های بدن را می‌سوزاند و این باعث آسیب به سیستم‌های تنفسی، معده و روده‌ها، چشم‌ها و پوست می‌شود.

هنگامی که از هیپوکلرید سدیم در استخرها استفاده می‌شود، گاهی اوقات باعث ایجاد قرمزی چشم می‌شود و بوی کلر معمولی می‌دهد. هنگامی که مقدار زیادی اوره (مخلوطی از ادرار و عرق) وجود دارد، هیپوکلرو اسید و اوره به فرم کلرامین واکنش می‌دهند.

این کلرامین‌ها غشاهای مخاطی را تحریک می‌کنند و به اصطلاح بوی کلر ایجاد می‌کنند. در اکثر استخرهای شنا از این مشکلات با تصفیه آب و تهویه هوا جلوگیری می‌شود. سوزش چشم پس از مدتی از بین می‌رود.

اکثر مردم آب‌ اکسیژنه را به‌عنوان ترکیبی که باعث سفیدکردن مو می‌شود، می‌شناسند. همچنین می‌توان از آن برای ضدعفونی آب استفاده کرد. اب اکسیژنه یا هیدروژن پراکسید مایعی شفاف و بی‌رنگ است که کمی ویسکوزتر از آب است.

برای خرید مواد شیمیایی و همچنین فروش آب اکسیژنه در صنایع متعدد می‌توانید با شماره 021665685403 با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید و از مشاوره تخصصی بهترین بهره را ببرید.

آب اکسیژنه چیست؟

H2O2 به‌عنوان یک اکسیدکننده و سفیدکننده در کاربردهای مختلف بسیار مورداستفاده قرار می‌گیرد. با نقطه‌جوش ۱۱۴ درجه سانتی‌گراد هیدروژن پراکسید در دمای منفی ۵۲- درجه سانتی‌گراد منجمد می‌شود. اب اکسیژنه یک ماده شیمیایی غیر قابل اشتعال و کاملاً محلول با فشار بخار ۱۸ میلی‌متر جیوه در ۳۰ درجه و چگالی ۱٫۲۱ g/cm3 است.

اب‌ اکسیژنه چه زمانی کشف شد؟

لوئیس ژاک تنارد در سال ۱۸۱۸ هیدروژن پراکسید را کشف کرد. هیدروژن پراکسید از اتم‌های اکسیژن و هیدروژن تشکیل شده است. این اتم‌ها را می‌توان در همه جای زمین یافت. هیدروژن پراکسید شامل ترکیبی از دو اتم هیدروژن و دو اتم اکسیژن است.
در محیط‌زیست، آب‌اکسیژنه در غلظت‌های بسیار کم یافت می‌شود. اب‌ اکسیژنه گازی با واکنش‌های شیمیایی معکوس در جو پیرامون زمین تولید می‌شود. این ماده همچنین در مقادیر کمی در آب یافت می‌شود.

خصوصیات آب‌ اکسیژنه یا هیدروژن پراکسید

پراکسید یک ترکیب شیمیایی است که حاوی یون پراکسید است.

یون پراکسید از یک پیوند واحد بین دو اتم اکسیژن تشکیل شده است (O-O)-2 که یک اکسیدکننده قوی است.

پراکسید هیدروژن دارای فرمول شیمیایی H2O2 و فرمول ساختاری زیر است:

H-O-O-H

مولکول هیدروژن پراکسید، در مقایسه با مولکول پایدارتر آب، دارای یک اتم اکسیژن اضافی است. پیوند بین دو اتم اکسیژن، به‌اصطلاح پیوند پراکسید، شکسته می‌شود در حالیکه دو رادیکال H-O تشکیل می‌شود. این رادیکال‌ها به‌سرعت با سایر مواد واکنش نشان می‌دهند، درحالی‌که رادیکال‌های جدید تشکیل می‌شوند و یک واکنش زنجیره‌ای صورت می‌گیرد.

محلول‌های پراکسید هیدروژن مانند آب به نظر می‌رسند و به طور نامحدود در آب حل می‌شوند. در غلظت‌های زیاد این محلول‌ها بوی تحریک‌کننده و اسیدی می‌بخشد. هیدروژن پراکسید قابل اشتعال است. در دماهای پایین جامد می‌شود. مقدار هیدروژن پراکسید موجود در محلول در درصد وزن بیان می‌شود. برای تصفیه آب از غلظت ۳۵ یا ۵۰٪ هیدروژن پراکسید استفاده می‌شود.

ویژگی‌ های فیزیکی و شیمیایی هیدروژن پراکسید یا آب‌ اکسیژنه

انتخاب‌ پذیری آب‌ اکسیژنه

هیدروژن پراکسید برای کاربردهای مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد، زیرا بسیار انتخابی است. با تغییر شرایط واکنش (دما، pH، دوز، زمان واکنش و افزودن کاتالیزور) هیدروژن پراکسید به آلودگی‌های مختلف حمله می‌کند.

خوردگی هیدروژن پراکسید

خوردگی آب فراوری شده به دلیل هیدروژن پراکسید به میزان اکسیژن محلول تولید شده بستگی دارد. اکسیژن باعث خوردگی فلزات حاوی آهن می‌شود. مقدار آهن و pH تأثیر بیشتری در میزان خوردگی، نسبت به غلظت هیدروژن پراکسید دارد.

تخریب آب‌ اکسیژنه

آب‌ اکسیژنه می‌تواند طی حمل‌ونقل تجزیه شود. اکسیژن و گرما آزاد می‌شوند. اب‌ اکسیژنه به‌خودی‌خود قابل اشتعال است، اما اکسیژن می‌تواند باعث تقویت اشتعال سایر مواد شود. در محلول‌های رقیق، گرما توسط آب جذب می‌شود. در محلول‌های غلیظ، دمای محلول افزایش می‌یابد و باعث تسریع در تخریب هیدروژن پراکسید می‌شود.

میزان تخریب برای هر ۱۰ درجه سانتیگراد افزایش دما با ۲، ۲ ضرب می‌شود. قلیائیت و وجود آلودگی نیز باعث ازبین‌رفتن هیدروژن پراکسید می‌شود. برای تولید آب‌ اکسیژنه از کاتالیزورهای ویژه استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که این ماده توسط آلاینده‌های موجود در آب از بین نمی‌رود.

آب‌ اکسیژنه چگونه تولید می‌شود؟

از سال ۱۸۸۰، اب‌ اکسیژنه یک محصول تجاری است. برای اولین‌بار در انگلستان با سوزاندن نمک باریم (Ba) که پراکسید باریم تولید می‌کرد. پس از آن پراکسید باریم در آب حل و آب‌اکسیژنه تولید شد. از قرن نوزدهم تولید آب‌ اکسیژنه تا حد زیادی افزایش‌یافته است. امروزه سالانه حدود نیم میلیارد کیلوگرم تولید می‌شود.

اب‌ اکسیژنه چگونه حمل و ذخیره می شود؟

لاین ماده باید در ظروف پلی‌اتیلن، فولاد ضدزنگ یا آلومینیوم منتقل شود. هنگامی که با مواد قابل اشتعال مانند چوب، کاغذ، روغن یا پنبه (سلولز) در تماس باشد، ممکن است احتراق خودبه‌خود ایجاد شود. هنگامی که هیدروژن پراکسید با مواد آلی مانند الکل‌ها، استون و سایر کتون‌ها، آلدهیدها و گلیسرول‌ها مخلوط شود، ممکن است انفجارهای سنگینی رخ دهد.

وقتی پراکسید هیدروژن با موادی مانند آهن، مس، کروم، سرب، نقره، منگنز، سدیم، پتاسیم، منیزیم، نیکل، طلا، پلاتین، متالوئیدها، اکسیدهای فلزی یا نمک‌های فلزی در تماس باشد، ممکن است منجر به انفجارهای قدرتمند شود. به همین دلیل است که پراکسید هیدروژن معمولاً به شکل رقیق شده منتقل می‌شود.

کاربرد آب‌ اکسیژنه

هیدروژن پراکسید یا آب‌اکسیژنه یک ماده شیمیایی سازگار با محیط‌زیست است که دارای خاصیت سفیدکنندگی و اکسیدکنندگی قوی است. با داشتن آب و اکسیژن به‌عنوان محصولات بیولوژیکی، آب‌ اکسیژنه به‌عنوان یکی از ایمن‌ترین مواد شیمیایی شناخته می‌شود و به طور گسترده در کاربردهای مختلف در صنایع مورداستفاده قرار می‌گیرد.

قدیمی‌ترین کاربرد آب‌ اکسیژنه سفیدکردن کلاه‌های نی بود که در آغاز قرن بیستم مد بودند. از سال ۱۹۲۰ تا ۱۹۵۰، اب‌ اکسیژنه از طریق الکترولیز تولید شد. این روش، آب‌اکسیژنه خالص تولید می‌کند. امروزه از فرایندهای خود اکسیداسیون برای تولید این ماده استفاده می‌شود. در طی این فرایندها، هیدروژن ماده اولیه است.

تطبیق‌ پذیری هیدروژن پراکسید

اب‌اکسیژنه همه‌کاره است، می‌تواند برای بسیاری از کاربردها مورداستفاده قرار گیرد. می‌توان از آن در کلیه مواد استفاده کرد. هوا، آب، فاضلاب و خاک. گاهی اوقات همراه با عوامل دیگر، برای تقویت و تسریع فرایندها مورداستفاده قرار می‌گیرد. این ماده بیشتر برای ازبین‌بردن آلاینده‌ها از پساب و از هوا استفاده می‌شود.

استفاده از آب‌ اکسیژنه، رشد باکتری را موردبحث قرار می‌دهد (به‌عنوان‌مثال رسوب زیستی در سیستم‌های آبی) و با افزایش اکسیژن می‌تواند رشد باکتری‌ها (به‌عنوان‌مثال اصلاح زیستی خاک‌های آلوده و آب‌های زیرزمینی) را تقویت کند. همچنین می‌توان از آن برای تصفیه آلودگی‌هایی استفاده کرد که به‌راحتی اکسیدی شوند (به‌عنوان‌مثال آهن و سولفیدها) و آلودگی‌هایی که اکسیداسیون آنها دشوار است (به‌عنوان‌مثال مواد جامد محلول، بنزین و سموم دفع آفات).

سرانجام می‌توان از آن برای سفیدکردن کاغذ، نساجی (فروش مواد اولیه نساجی)، دندان و مو یا تولید مواد غذایی، مواد معدنی، مواد پتروشیمی یا پودر لباسشویی استفاده کرد. به شکل خالص، اب‌ اکسیژنه به‌عنوان یک منبع تأمین‌کننده اکسیژن جهت راندن زیردریایی‌های روسی استفاده می‌شود.

کاربردهای صنعتی آب‌ اکسیژنه

تولیدات شیمیایی

هیدروژن پراکسید نقش مهمی در شیمی آلی دارد و در ساخت هیدرازین هیدرات و هیدروکسیل آمین، پراکسیدهای آلی، پر استیک اسید و مشتقات گوگرد استفاده می‌شود.

سفید کردن قند

هیدروژن پراکسید به‌عنوان ماده سفیدکننده در صنعت قند استفاده می‌شود. این ماده به‌عنوان ماده‌ای در ارائه قند درخشان باکیفیت عالی نگهدارنده عمل می‌کند. قند تولید شده با دی‌اکسید گوگرد و خاکستر سولفات کمتر مزایای اقتصادی دارد. همچنین برای سفیدکردن محلول غلیظ قندی یا شیره قند نیز استفاده می‌شود.

سفید کردن پارچه

آب‌اکسیژنه یک ماده سفیدکننده جهانی است و به دلیل خاصیت سازگار با محیط‌زیست و مصرف زمان کمتری برای سفیدکردن، در نساجی بسیار مورداستفاده قرار می‌گیرد. هیدروژن پراکسید هزینه مناسبی در سفیدکردن دارد و تقریباً برای همه الیاف مناسب است و در هر دما و در شرایط مختلف قابل‌استفاده است.

صنایع غذایی

اب‌ اکسیژنه برای بهبود رنگ مواد غذایی و استریل کردن ظروف بسته‌بندی ضدعفونی‌کننده استفاده می‌شود. هیدروژن پراکسید همچنین ماندگاری محصول را افزایش می‌دهد و به‌عنوان ماده ضدمیکروبی در شیر و ماده سفیدکننده در آرد گندم، روغن خوراکی و سفیده تخم‌مرغ استفاده می‌شود.

پیشنهاد برای مطالعه بیشتر: ضد عفونی کننده های شیمیایی

داروسازی و مواد آرایشی بهداشتی

آب‌ اکسیژنه با خاصیت ضدعفونی‌کننده، به طور گسترده در صنایع دارویی مورداستفاده قرار می‌گیرد. پراکسید هیدروژن در محلول لنزهای تماسی، به‌عنوان ضدعفونی‌کننده برای جلوگیری از عفونت و به‌عنوان ضدعفونی‌کننده وسایل دندانپزشکی و جراحی مورداستفاده قرار می‌گیرد. آب‌اکسیژنه همچنین برای سفیدکننده مو، لوسیون‌های سفیدکننده دندان، خمیردندان، دهان‌شویه، محصولات مراقبت از مو و غیره استفاده می‌شود.

کاغذ و خمیرکاغذ

آب‌اکسیژنه برای سفیدکردن کاغذ بازیافت شده و درخشان‌تر شدن پالپ در صنعت کاغذ و خمیر کاغذ یا پالپ استفاده می‌شود. استفاده از هیدروژن پراکسید روشی مقرون‌به‌صرفه است و به کیفیت محصول نهایی کمک می‌کند.

تصفیه فاضلاب

هیدروژن پراکسید برای ازبین‌بردن آلودگی‌های صنعتی ناشی از پساب استفاده می‌شود، همچنین از خوردگی و آلودگی بو ناشی از سایر مواد شیمیایی جلوگیری می‌کند. اب‌ اکسیژنه منبع اکسیژن را برای درمان بیولوژیکی هوازی فراهم می‌کند و یک عامل ضدباکتری کشنده عالی برای ضدعفونی آب است که همراه بقیه مواد استفاده می‌شود.

فروش مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب با بهترین قیمت‌ها

صنعت معدن

هیدروژن پراکسید به عنوان یک اکسیدان در صنعت معدن برای فرآیند تولید عناصر گران قیمت استفاده می شود. H آب اکسیژنه کنترل کلی فرایند را بهبود می بخشد و در مراحل مختلف فرآیند متالوژی استفاده می شود.

آب‌اکسیژنه به‌ عنوان اکسید کننده

هیدروژن پراکسید یک اکسیدکننده قوی است. از کلر (Cl2) ، دی‌اکسید کلر (ClO2) و پرمنگنات پتاسیم (KMnO4) قدرت بیشتری دارد. از طریق کاتالیز، پراکسید هیدروژن را می‌توان به هیدروکسی رادیکال (OH) تبدیل کرد. پتانسیل اکسیداسیون پراکسید هیدروژن درست زیر ازن است.

دوز مناسب هیدروژن پراکسید

اکثر کاربردهای آب‌ اکسیژنه مربوط به تزریق آن به آب‌های روان است. دیگر مواد شیمیایی و تجهیزات لازم نیست. این برنامه برای کنترل رشد بیولوژیکی، اضافه‌کردن اکسیژن، ازبین‌بردن مانده‌های کلر و اکسیداسیون سولفیدها، سولفیت‌ها، فلزات و سایر مواد به‌راحتی اکسید شده استفاده می‌شود. مناسب بودن مقدار آب‌اکسیژنه برای این کاربردها تحت‌تأثیر pH ، دما و زمان واکنش است.

پراکسید هیدروژن کاتالیزوری

آلودگی‌هایی که به‌راحتی اکسیده نمی‌شوند، نیاز به فعال‌شدن پراکسید هیدروژن توسط کاتالیزورها (آهن، منگنز یا سایر متالوئیدها) دارند. از این کاتالیزورها همچنین می‌توان برای تقویت واکنش پراکسید هیدروژن استفاده کرد که در غیر این صورت ساعت‌ها یا روزها طول می‌کشد.

فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته

فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته یک پیشرفت جدید در زمینه ضدعفونی آب‌ اکسیژنه است. این فرایندها رادیکال‌های اکسیژن واکنش‌پذیر تولید می‌کنند، بدون اینکه تداخل کاتالیزورهای فلزی وجود داشته باشد. نمونه‌ها عبارت‌اند از ترکیب اب‌ اکسیژنه با ازن (پراکسون) یا اشعه ماورا بنفش. نتیجه این روش‌ها اکسیداسیون مواد قابل تخریب، بدون تولید باقیمانده یا لجن است. این روش‌ها در سراسر جهان برای تصفیه آب‌های زیرزمینی، برای آب آشامیدنی و تصفیه آب فراوری شده و برای ضدعفونی و حذف مواد آلی از فاضلاب‌های صنعتی استفاده می‌شود.

اثرات آب‌ اکسیژنه بر سلامتی چگونه است؟

قرارگرفتن در معرض آب‌ اکسیژنه از طریق استنشاق مرطوب یا غبار، از طریق جذب مواد غذایی و از طریق تماس با پوست یا چشم صورت می‌گیرد. آب‌اکسیژنه می‌تواند چشم‌ها، پوست و غشاهای مخاطی را تحریک کند. قرارگرفتن در معرض چشم در غلظت ۵٪ یا بیشتر می‌تواند منجر به آسیب دائمی چشم شود.

آزمایشات با حیوانات آزمایشگاهی آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان آمریکا (IARC) نشان می‌دهد که پراکسید هیدروژن برای حیوانات می‌تواند سرطان‌زا باشد. آزمایشات آزمایشگاهی باکتریایی نشان می‌دهد که پراکسید هیدروژن جهش‌زا است. این ماده DNA را تغییر می‌دهد و آسیب می‌زند.

هنگامی که انسان پراکسید هیدروژن را استنشاق می‌کند، باعث تحریک ریه می‌شود. قرارگرفتن در معرض پوست باعث تاول‌های دردناک، سوختگی و سفید شدن پوست می‌شود. ارگان‌هایی که بیش از حد در معرض پراکسید هیدروژن قرار دارند، ریه‌ها، روده‌ها، تیموس، کبد و کلیه‌ها هستند. اثرات قرارگرفتن در معرض مزمن بر روی انسان ناشناخته است.

آب اکسیژنه برای ضدعفونی

از کاربردهای دیگر، آب‌ اکسیژنه به‌ عنوان ضد عفونی‌ کننده استفاده می‌شود. برای درمان التهاب لثه‌ها و ضدعفونی‌کننده (نوشیدن) آب استفاده می‌شود. همچنین برای مقابله با رشد بیش از حد میکروبی در سیستم‌های آب و برج‌ های خنک‌ کننده استفاده می‌شود.

در ایالات متحده، هیدروژن پراکسید بیش‌ازپیش مورداستفاده قرار می‌گیرد تا منابع آب مورداستفاده قرار گیرد. از این ماده برای جلوگیری از شکل‌گیری رنگ‌ها، بوهای نامطبوع، خوردگی و رسوب‌گذاری توسط تخریب آلودگی (آهن، منگنز، سولفات‌ها) و تخریب میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود. اب‌ اکسیژنه خیلی سریع واکنش نشان می‌دهد. بدون تشکیل محصولات جانبی، این ماده به هیدروژن و آب تبدیل می‌شود. این میزان اکسیژن موجود در آب را افزایش می‌دهد.

مکانیسم ضدعفونی هیدروژن پراکسید مبتنی بر آزادکردن رادیکال‌های اکسیژن آزاد است:

آلودگی‌ها توسط رادیکال‌های آزاد اکسیژن تجزیه می‌شوند و فقط آب باقی می‌ماند. رادیکال‌های آزاد توانایی اکسیداسیون و ضدعفونی‌کننده هم دارند. آب‌اکسیژنه پروتئین‌ها را از طریق اکسیداسیون از بین می‌برد.

پراکسیدها از جمله پراکسید هیدروژن، پربورات، پراکسی فسفات و پرسولفات، ضدعفونی‌کننده‌ها و اکسیدکننده‌های خوبی هستند. به‌طورکلی، این می‌تواند به‌اندازه کافی میکروارگانیسم‌ها را از بین ببرد. بااین‌حال، این پراکسیدها بسیار ناپایدار هستند.

پربورات‌ها بسیار سمی هستند. پر استیک اسید (PAA) یک اسید قوی است. می‌تواند به شکل خالص خود بسیار خورنده باشد. از پر سولفات‌‌های تثبیت شده می‌توان جهت جایگزینی کلر برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد.

آیا هیدروژن پراکسید برای ضدعفونی آب آشامیدنی استفاده می‌ شود؟

در دهه ۱۹۵۰، هیدروژن پراکسید برای اولین‌بار برای ضدعفونی آب آشامیدنی در اروپای شرقی مورداستفاده قرار گرفت. این به دلیل داشتن ویژگی‌های اکسیداتیو و بایوسایدی بسیار شناخته شده آن است. هیدروژن پراکسید غالباً برای ضدعفونی آب آشامیدنی استفاده نشده است، اما به نظر می‌رسد محبوبیت آن افزایش می‌یابد. غالباً در ترکیب با ازن، نقره یا اشعه ماورا بنفش استفاده می‌شود.

آیا پراکسید هیدروژن کلر را از بین می‌برد؟

پراکسید هیدروژن را می‌توان برای کلرزدایی و به‌عبارت‌دیگر برای ازبین‌بردن کلر باقیمانده استفاده کرد. کلر باقیمانده وقتی توسط هوا یا میعانات سیستم‌های فرایند اکسید می‌شوند، به اسیدهای خورنده تبدیل می‌شوند.

هنگامی که کلر با پراکسید هیدروژن واکنش نشان می‌دهد، پراکسید هیدروژن در آب و اکسیژن فرومی‌رود. گاز کلر هیدرولیز می‌شود و به اسید هیپوکلروز (HOCl) تبدیل می‌شود که متعاقباً یون‌ها را به یون‌های هیپوکلریت (OCl) تبدیل می‌کنند. پس از آن پراکسید هیدروژن با هیپوکلریت واکنش نشان می‌دهد.

واکنش بین پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت خیلی سریع صورت می‌گیرد. سایر مواد آلی و معدنی نمی‌توانند با هیپوکلریت واکنش نشان دهند.

آیا پراکسید هیدروژن برای ضدعفونی‌ کردن استخر شنا استفاده می‌ شود؟

کاربرد پراکسیدها برای ضدعفونی و تصفیه آب محدود است. اخیراً اشکال پایدارتری ایجاد شده است که می‌تواند برای کاربرد در استخرها مورداستفاده قرار گیرد.

ضدعفونی پراکسید هیدروژن به دوز بالایی احتیاج دارد. نقطه‌ضعف اصلی توانایی ضدعفونی‌کننده و اکسیدکننده کم پراکسید هیدروژن در غلظت‌های فعال (ده‌ها میلی‌گرم در لیتر) است که برای ضدعفونی‌کردن استخر لازم است. مشکل دیگر تجزیه سریع پراکسید هیدروژن در آب و وجود رادیکال‌های اکسیژن است. با افزودن تثبیت‌کننده، تجزیه پراکسید هیدروژن به تأخیر می‌افتد و توانایی ضدعفونی‌شدن را نیز می‌توان حفظ کرد.

در مقایسه با کلر، برم، ازن و سایر ضدعفونی‌کننده‌ها، پراکسید هیدروژن یک ضدعفونی‌کننده بسیار قدرتمند نیست. ضدعفونی‌کننده استخرها توسط پراکسید هیدروژن مجاز نیست، مگر اینکه در ترکیب با سایر ضدعفونی‌کننده ها (UV، ازن، نمک‌های نقره یا نمک کوارتر آمونیوم) استفاده شود. پراکسید هیدروژن توانایی ضدعفونی‌کننده سایر ضدعفونی‌کننده‌ها را بهبود می‌بخشد.

آیا می‌ توان از هیدروژن پراکسید برای ضدعفونی آب برج خنک‌ کننده استفاده کرد؟

آب‌ اکسیژنه می‌تواند هنگام خنک‌کردن با سایر مواد ضدعفونی‌کننده، برای ضدعفونی آب برج خنک‌کننده مورداستفاده قرار گیرد. پر استیک اسید (CH3COOH, PAA) همچنین می‌تواند برای ضدعفونی آب برج خنک‌کننده مورداستفاده قرار گیرد.

مزایا و مضرات استفاده از هیدروژن پراکسید چیست؟

مزایای اب‌ اکسیژنه

برخلاف سایر مواد شیمیایی، اب‌ اکسیژنه، باقی‌مانده یا گاز تولید نمی‌کند. ایمنی به غلظت کاربردی بستگی دارد، زیرا هیدروژن پراکسید کاملاً محلول در آب است.

به‌طورکلی کارایی هیدروژن پراکسید به عوامل مختلفی از جمل pH ، کاتالیزور، دما، غلظت پراکسید و زمان واکنش بستگی دارد.

معایب آب‌ اکسیژنه

برخلاف سایر مواد شیمیایی، آب‌ اکسیژنه، باقی‌مانده یا گاز تولید نمی‌کند. ایمنی به غلظت کاربردی بستگی دارد، زیرا هیدروژن پراکسید کاملاً محلول در آب است.

به‌طورکلی کارایی آب‌ اکسیژنه به عوامل مختلفی از جمل pH ، کاتالیزور، دما، غلظت پراکسید و زمان واکنش بستگی دارد.

این یک واکنش کاهشی است. مولکول‌های هیدروژن تا حدی به‌عنوان کاهنده و بخشی نیز به‌عنوان اکسیدکننده عمل می‌کنند.