Η βασική διαφορά μεταξύ χλωρίωσης και σουλφόνωσης είναι ότι η χλωρίωση είναι η προσθήκη ατόμων χλωρίου είτε σε οργανικές ενώσεις είτε σε νερό, ενώ η σουλφονίωση είναι η απευθείας προσθήκη μιας σουλφονικής ομάδας σε μια οργανική ένωση.
Η χλωρίωση και η σουλφόνωση είναι διαφορετικές τεχνικές με διαφορετικές εφαρμογές. Η χλωρίωση χρησιμοποιείται κυρίως σε διαδικασίες απολύμανσης, ενώ η σουλφόνωση είναι κυρίως σημαντική στις διαδικασίες οργανικής σύνθεσης.
Τι είναι η χλωρίωση;
Χλωρίωση είναι η διαδικασία προσθήκης χλωρίου ή ενώσεων που περιέχουν χλώριο στο νερό για σκοπούς απολύμανσης. Αυτή η μέθοδος είναι χρήσιμη για τη θανάτωση βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών στο νερό της βρύσης, καθώς το χλώριο είναι πολύ τοξικό για αυτά. Επιπλέον, η χλωρίωση είναι πολύ σημαντική για την πρόληψη ασθενειών που μεταδίδονται μέσω του νερού όπως η χολέρα και ο τύφος.
Το χλώριο είναι ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό απολυμαντικό. Μπορούμε να το προσθέσουμε στα δημόσια αποθέματα νερού για να σκοτώσουν παθογόνα που προκαλούν ασθένειες που συνήθως αναπτύσσονται σε δεξαμενές παροχής νερού. Το χλώριο παράγεται από αλάτι μέσω ηλεκτρόλυσης. Συνήθως εμφανίζεται ως αέριο σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά μπορούμε να το υγροποιήσουμε. Επομένως, η υγροποιημένη μορφή μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη διαδικασία απολύμανσης.
Εικόνα 01: Αντίδραση χλωρίωσης
Το χλώριο είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό. Έτσι, σκοτώνει τα βακτήρια μέσω της οξείδωσης των οργανικών μορίων σε μικροοργανισμούς. Εδώ, το χλώριο και το προϊόν υδρόλυσης του χλωρίου, το υποχλωριώδες οξύ, είναι φορτισμένα χημικά είδη που μπορούν εύκολα να διεισδύσουν στην αρνητικά φορτισμένη επιφάνεια των παθογόνων. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να αποσυνθέσουν τα λιπιδικά συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος και μπορούν να αντιδράσουν με ενδοκυτταρικά ένζυμα. Κάνει το παθογόνο μη λειτουργικό. Τότε οι μικροοργανισμοί πεθαίνουν ή χάνουν την ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται.
Τι είναι η σουλφονίωση;
Η σουλφόνωση είναι μια βιομηχανική διαδικασία κατά την οποία μπορούμε να συνδέσουμε απευθείας μια ομάδα σουλφονικού οξέος, –SO3H, στον άνθρακα μιας οργανικής ένωσης. Το τελικό προϊόν αυτής της διαδικασίας είναι σουλφονικό. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την αντίδραση μεταξύ μιας οργανικής ένωσης και μιας όξινης ένωσης που περιέχει θείο όπως το τριοξείδιο του θείου (SO3), το θειικό οξύ (H2 SO4) ή χλωροθειικό οξύ.
Εικόνα 02: Σουλφονίωση βενζολίου
Οι αντιδράσεις σουλφόνωσης σχηματίζουν έναν δεσμό C-S μεταξύ ενός από τα άτομα άνθρακα της οργανικής ένωσης και του ατόμου θείου της ένωσης που περιέχει θείο. Η τελική ένωση είναι μια όξινη ένωση και κατηγοριοποιείται ως σουλφονικό οξύ. Μετά την παραγωγή, τα σουλφονικά οξέα μπορούν να απομονωθούν και να αποθηκευτούν λόγω της σταθερότητάς τους.
Είναι πολύ δύσκολο να χρησιμοποιηθεί η αντίδραση σουλφόνωσης σε βιομηχανική κλίμακα επειδή είναι μια πολύ γρήγορη και ακραία εξώθερμη αντίδραση. Οι περισσότερες οργανικές ενώσεις σχηματίζουν μαύρο άνθρακα όταν έρχονται σε επαφή με τριοξείδιο του θείου λόγω αυτής της ταχείας αντίδρασης και σχηματισμού θερμότητας. Το ιξώδες των οργανικών ενώσεων αυξάνεται επίσης πολύ όταν μετατρέπεται σε σουλφονικό οξύ μέσω σουλφόνωσης. Όταν το ιξώδες αυξάνεται, είναι δύσκολο να αφαιρεθεί η θερμότητα από το μίγμα της αντίδρασης. Επομένως, απαιτείται σωστή λειτουργία ψύξης. Εάν όχι, ενδέχεται να σχηματιστούν δυσμενή υποπροϊόντα από παρενέργειες. Για αυτούς τους λόγους, οι αντιδράσεις σουλφόνωσης βιομηχανικής κλίμακας απαιτούν ειδικό εξοπλισμό.
Από την άλλη πλευρά, η ταχύτητα της αντίδρασης σουλφόνωσης μπορεί να μετριαστεί ελέγχοντας την αντιδραστικότητα του τριοξειδίου του θείου. Αυτό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους:
- Αραίωση
- Complexing
Η συμπλοκοποίηση του τριοξειδίου του θείου μπορεί να γίνει με τις ακόλουθες μεθόδους:
- Παραγωγή σουλφαμικού οξέος με αντίδραση τριοξειδίου του θείου με αμμωνία
- Παραγωγή χλωροθειικού οξέος με αντίδραση τριοξειδίου του θείου με HCl
- Παραγωγή ελαίου με αντίδραση τριοξειδίου του θείου με νερό
Επομένως, η διαδικασία θείωσης μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας μία ή μερικές από αυτές τις ενώσεις. Αλλά κατά την επιλογή του τύπου της ένωσης για τη διαδικασία σουλφόνωσης σε βιομηχανικές παραγωγές, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη αρκετοί παράγοντες. Μερικά παραδείγματα δίνονται παρακάτω:
- Επιθυμητό τελικό προϊόν και η ποιότητά του
- Απαιτούμενη παραγωγική ικανότητα
- Κόστος αντιδραστηρίου
- Κόστος εξοπλισμού
- Κόστος διάθεσης απορριμμάτων
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ χλωρίωσης και σουλφόνωσης;
Η βασική διαφορά μεταξύ χλωρίωσης και σουλφόνωσης είναι ότι η χλωρίωση είναι η προσθήκη ατόμων χλωρίου είτε σε οργανικές ενώσεις είτε σε νερό, ενώ η σουλφόνωση είναι η διαδικασία προσθήκης μιας σουλφονικής ομάδας απευθείας σε μια οργανική ένωση. Επιπλέον, η χλωρίωση είναι σημαντική στην απολύμανση του νερού, αποτρέποντας ασθένειες που μεταδίδονται με το νερό, την προσθήκη ατόμων χλωρίου σε οργανικές ενώσεις κατά τις αντιδράσεις οργανικής σύνθεσης, κ.λπ.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ χλωρίωσης και σουλφόνωσης.
Σύνοψη – Χλωρίωση εναντίον σουλφόνωσης
Η χλωρίωση και η σουλφόνωση είναι αντιδράσεις προσθήκης. Η βασική διαφορά μεταξύ χλωρίωσης και σουλφόνωσης είναι ότι η χλωρίωση είναι η προσθήκη ατόμων χλωρίου είτε σε οργανικές ενώσεις είτε σε νερό, ενώ η σουλφόνωση είναι η διαδικασία απευθείας προσθήκης μιας σουλφονικής ομάδας σε μια οργανική ένωση.
