Kluczowa różnica między chlorowaniem a sulfonowaniem polega na tym, że chlorowanie polega na dodaniu atomów chloru do związków organicznych lub wody, podczas gdy sulfonowanie polega na bezpośrednim dodaniu grupy sulfonowej do związku organicznego.
Chlorowanie i sulfonowanie to różne techniki o różnych zastosowaniach. Chlorowanie jest stosowane głównie w procesach dezynfekcji, natomiast sulfonowanie jest ważne głównie w procesach syntezy organicznej.
Co to jest chlorowanie?
Chlorowanie to proces dodawania chloru lub związków zawierających chlor do wody w celu dezynfekcji. Ta metoda jest przydatna w zabijaniu bakterii i innych mikroorganizmów w wodzie z kranu, ponieważ chlor jest dla nich wysoce toksyczny. Ponadto chlorowanie jest bardzo ważne w zapobieganiu chorobom przenoszonym przez wodę, takim jak cholera i dur brzuszny.
Chlor to wysoce skuteczny środek dezynfekujący. Możemy dodać go do publicznych wodociągów, aby zabić chorobotwórcze patogeny, które powszechnie rosną w zbiornikach wodociągowych. Chlor wytwarzany jest z soli w procesie elektrolizy. Zwykle występuje jako gaz w temperaturze pokojowej, ale możemy go skroplić. Dlatego w procesie dezynfekcji można stosować postać płynną.
Rysunek 01: Reakcja chlorowania
Chlor jest silnym utleniaczem. W ten sposób zabija bakterie poprzez utlenianie cząsteczek organicznych w mikroorganizmach. Tutaj chlor i produkt hydrolizy chloru, kwas podchlorawy, są naładowanymi gatunkami chemicznymi, które mogą łatwo wnikać w ujemnie naładowaną powierzchnię patogenów. Związki te mogą rozbijać składniki lipidowe ściany komórkowej i mogą reagować z enzymami wewnątrzkomórkowymi. Powoduje to, że patogen nie działa. Następnie mikroorganizmy umierają lub tracą zdolność do namnażania.
Co to jest sulfonowanie?
Sulfonowanie to proces przemysłowy, w którym możemy bezpośrednio przyłączyć grupę kwasu sulfonowego –SO3H do węgla w związku organicznym. Produktem końcowym tego procesu jest sulfonian. Proces ten obejmuje reakcję pomiędzy związkiem organicznym a związkiem kwasowym zawierającym siarkę, takim jak tritlenek siarki (SO3), kwas siarkowy (H2 SO4) lub kwas chlorosiarkowy.
Rysunek 02: Sulfonowanie benzenu
Reakcje sulfonowania tworzą wiązanie C-S między jednym z atomów węgla związku organicznego i atomem siarki związku zawierającego siarkę. Związek końcowy jest związkiem kwasowym i jest klasyfikowany jako kwas sulfonowy. Po wyprodukowaniu kwasy sulfonowe mogą być izolowane i przechowywane ze względu na ich stabilność.
Bardzo trudno jest zastosować reakcję sulfonowania na skalę przemysłową, ponieważ jest to bardzo szybka i ekstremalnie egzotermiczna reakcja. Większość związków organicznych tworzy czarny zwęglenie w kontakcie z trójtlenkiem siarki z powodu tej szybkiej reakcji i tworzenia ciepła. Lepkość związków organicznych również znacznie wzrasta, gdy są one przekształcane w kwas sulfonowy przez sulfonowanie. Gdy lepkość wzrasta, trudno jest usunąć ciepło z mieszaniny reakcyjnej. Dlatego wymagana jest właściwa operacja chłodzenia. Jeśli nie, w wyniku reakcji ubocznych mogą powstawać niekorzystne produkty uboczne. Z tych powodów reakcje sulfonowania na skalę przemysłową wymagają specjalnego sprzętu.
Z drugiej strony, szybkość reakcji sulfonowania można ograniczyć, kontrolując reaktywność trójtlenku siarki. Można to zrobić na dwa sposoby:
- Rozcieńczanie
- Kompleksowanie
Kompleksowanie trójtlenku siarki można przeprowadzić następującymi metodami:
- Wytwarzanie kwasu amidosulfonowego w reakcji trójtlenku siarki z amoniakiem
- Wytwarzanie kwasu chlorosiarkowego w reakcji trójtlenku siarki z HCl
- Wytwarzanie oleum poprzez reakcję trójtlenku siarki z wodą
Dlatego proces siarczanowania można przeprowadzić przy użyciu jednego lub kilku z tych związków. Jednak przy wyborze rodzaju związku do procesu sulfonowania w produkcjach przemysłowych należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Kilka przykładów podano poniżej:
- Pożądany produkt końcowy i jego jakość
- Wymagana zdolność produkcyjna
- Koszt odczynnika
- Koszt sprzętu
- Koszt utylizacji odpadów
Jaka jest różnica między chlorowaniem a sulfonowaniem?
Kluczowa różnica między chlorowaniem a sulfonowaniem polega na tym, że chlorowanie polega na dodawaniu atomów chloru do związków organicznych lub do wody, podczas gdy sulfonowanie jest procesem bezpośredniego dodawania grupy sulfonowej do związku organicznego. Ponadto chlorowanie jest ważne w dezynfekcji wody, zapobieganiu chorobom przenoszonym przez wodę, dodawaniu atomów chloru do związków organicznych podczas reakcji syntezy organicznej itp. Tymczasem sulfonowanie jest ważne przy dodawaniu grup sulfonowych do związków organicznych podczas reakcji syntezy organicznej.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między chlorowaniem a sulfonowaniem.
Podsumowanie – chlorowanie a sulfonowanie
Chlorowanie i sulfonowanie to reakcje addycji. Kluczowa różnica między chlorowaniem a sulfonowaniem polega na tym, że chlorowanie polega na dodawaniu atomów chloru do związków organicznych lub do wody, podczas gdy sulfonowanie jest procesem bezpośredniego dodawania grupy sulfonowej do związku organicznego.
