Galvenā atšķirība starp hlorēšanu un sulfonēšanu ir tāda, ka hlorēšana ir hlora atomu pievienošana vai nu organiskiem savienojumiem, vai ūdenim, turpretim sulfonēšana ir sulfongrupas pievienošana tieši organiskajam savienojumam.
Hlorēšana un sulfonēšana ir dažādas metodes ar dažādiem pielietojumiem. Hlorēšanu galvenokārt izmanto dezinfekcijas procesos, savukārt sulfonēšanu galvenokārt izmanto organiskās sintēzes procesos.
Kas ir hlorēšana?
Hlorēšana ir process, kurā ūdenim pievieno hloru vai hloru saturošus savienojumus dezinfekcijas nolūkos. Šī metode ir noderīga, lai iznīcinātu baktērijas un citus mikroorganismus krāna ūdenī, jo hlors tiem ir ļoti toksisks. Turklāt hlorēšana ir ļoti svarīga, lai novērstu ar ūdeni pārnēsājamas slimības, piemēram, holēru un vēdertīfu.
Hlors ir ļoti efektīvs dezinfekcijas līdzeklis. Mēs varam to pievienot publiskajam ūdens apgādei, lai iznīcinātu slimības izraisošos patogēnus, kas parasti aug ūdens apgādes rezervuāros. Hloru ražo no sāls, izmantojot elektrolīzi. Parasti tā rodas kā gāze istabas temperatūrā, bet mēs varam to sašķidrināt. Tāpēc sašķidrināto formu var izmantot dezinfekcijas procesā.
Attēls 01: Hlorēšanas reakcija
Hlors ir spēcīgs oksidētājs. Tādējādi tas nogalina baktērijas, oksidējot organiskās molekulas mikroorganismos. Šeit hlors un hlora hidrolīzes produkts hipohlorskābe ir lādētas ķīmiskas vielas, kas var viegli iekļūt patogēnu negatīvi lādētajā virsmā. Šie savienojumi var sadalīt šūnu sienas lipīdu komponentus un reaģēt ar intracelulāriem enzīmiem. Tas padara patogēnu nefunkcionālu. Tad mikroorganismi mirst vai zaudē spēju vairoties.
Kas ir sulfonēšana?
Sulfonēšana ir rūpniecisks process, kurā mēs varam tieši pievienot sulfonskābes grupu –SO3H ar oglekli organiskā savienojumā. Šī procesa galaprodukts ir sulfonāts. Šis process ietver reakciju starp organisko savienojumu un sēru saturošu skābu savienojumu, piemēram, sēra trioksīdu (SO3), sērskābi (H2 SO4) vai hlorsērskābi.
2. attēls: benzola sulfonēšana
Sulfonēšanas reakcijas veido C-S saiti starp vienu no organiskā savienojuma oglekļa atomiem un sēru saturošā savienojuma sēra atomu. Galīgais savienojums ir skābs savienojums un tiek klasificēts kā sulfonskābe. Pēc ražošanas sulfonskābes var izolēt un uzglabāt to stabilitātes dēļ.
Ir ļoti grūti izmantot sulfonēšanas reakciju rūpnieciskā mērogā, jo tā ir ļoti ātra un ekstrēma eksotermiska reakcija. Lielākā daļa organisko savienojumu veido melnu ogļu, nonākot saskarē ar sēra trioksīdu šīs ātrās reakcijas un siltuma veidošanās dēļ. Organisko savienojumu viskozitāte arī ievērojami palielinās, ja to sulfonējot pārvērš par sulfonskābi. Palielinoties viskozitātei, ir grūti noņemt siltumu no reakcijas maisījuma. Tāpēc ir nepieciešama pareiza dzesēšanas darbība. Ja nē, blakusreakcijām var veidoties nelabvēlīgi blakusprodukti. Šo iemeslu dēļ rūpnieciska mēroga sulfonēšanas reakcijām ir nepieciešams īpašs aprīkojums.
No otras puses, sulfonēšanas reakcijas ātrumu var regulēt, kontrolējot sēra trioksīda reaktivitāti. To var izdarīt divos veidos:
- Atšķaidīšana
- Kompleksēšana
Sēra trioksīda kompleksēšanu var veikt ar šādām metodēm:
- Sulfamīnskābes iegūšana, sēra trioksīdam reaģējot ar amonjaku
- Hlorsērskābes iegūšana, sēra trioksīdam reaģējot ar HCl
- Oleuma iegūšana, reaģējot sēra trioksīdam ar ūdeni
Tādēļ sulfācijas procesu var veikt, izmantojot vienu vai dažus no šiem savienojumiem. Bet, izvēloties savienojumu veidu sulfonēšanas procesam rūpnieciskajā ražošanā, jāņem vērā vairāki faktori. Tālāk ir sniegti daži piemēri:
- Vēlamais gala produkts un tā kvalitāte
- Nepieciešamā ražošanas jauda
- Reaģenta izmaksas
- Iekārtas izmaksas
- Atkritumu izvešanas izmaksas
Kāda ir atšķirība starp hlorēšanu un sulfonēšanu?
Galvenā atšķirība starp hlorēšanu un sulfonēšanu ir tā, ka hlorēšana ir hlora atomu pievienošana vai nu organiskajiem savienojumiem, vai ūdenim, turpretim sulfonēšana ir process, kurā organiskajam savienojumam tiek pievienota tieši sulfongrupa. Turklāt hlorēšana ir svarīga ūdens dezinfekcijā, novēršot ar ūdeni pārnēsājamas slimības, hlora atomu pievienošanu organiskajiem savienojumiem organiskās sintēzes reakcijās utt. Savukārt sulfonēšana ir svarīga sulfongrupu pievienošanā organiskajiem savienojumiem organiskās sintēzes reakcijās.
Zemāk esošajā infografikā ir apkopota atšķirība starp hlorēšanu un sulfonēšanu.
Kopsavilkums - hlorēšana pret sulfonēšanu
Hlorēšana un sulfonēšana ir pievienošanas reakcijas. Galvenā atšķirība starp hlorēšanu un sulfonēšanu ir tāda, ka hlorēšana ir hlora atomu pievienošana vai nu organiskiem savienojumiem, vai ūdenim, turpretim sulfonēšana ir process, kurā organiskajam savienojumam tiek tieši pievienota sulfongrupa.
