Avainero kloorauksen ja sulfonoinnin välillä on se, että klooraus on klooriatomien lisäämistä joko orgaanisiin yhdisteisiin tai veteen, kun taas sulfonointi on sulfoniryhmän lisäämistä orgaaniseen yhdisteeseen suoraan.
Klooraus ja sulfonointi ovat eri tekniikoita eri sovelluksilla. Kloorausta käytetään pääasiassa desinfiointiprosesseissa, kun taas sulfonointi on tärkeää pääasiassa orgaanisissa synteesiprosesseissa.
Mitä on klooraus?
Klooraus on prosessi, jossa klooria tai klooria sisältäviä yhdisteitä lisätään veteen desinfiointitarkoituksiin. Tämä menetelmä on hyödyllinen bakteerien ja muiden mikro-organismien tappamisessa vesijohtovedessä, koska kloori on niille erittäin myrkyllistä. Lisäksi klooraus on erittäin tärkeä veden välityksellä leviävien sairauksien, kuten koleran ja lavantautien, ehkäisyssä.
Kloori on erittäin tehokas desinfiointiaine. Voimme lisätä sen julkisiin vesivarastoihin tappaaksemme sairauksia aiheuttavia taudinaiheuttajia, jotka yleensä kasvavat vesivarastoissa. Klooria valmistetaan suolasta elektrolyysillä. Se esiintyy yleensä kaasuna huoneenlämpötilassa, mutta voimme nesteyttää sen. Siksi nestemäistä muotoa voidaan käyttää desinfiointiprosessissa.
Kuva 01: Kloorausreaktio
Kloori on voimakas hapetin. Siten se tappaa bakteereja hapettamalla mikro-organismeissa olevia orgaanisia molekyylejä. Tässä kloori ja kloorin hydrolyysituote, hypokloorihappo, ovat varautuneita kemiallisia aineita, jotka voivat helposti tunkeutua patogeenien negatiivisesti varautuneelle pinnalle. Nämä yhdisteet voivat hajottaa soluseinän lipidikomponentteja ja reagoida solunsisäisten entsyymien kanssa. Se tekee taudinaiheuttajasta toimintakyvyttömän. Sitten mikro-organismit kuolevat tai menettävät kykynsä lisääntyä.
Mikä on sulfonointi?
Sulfonointi on teollinen prosessi, jossa voimme suoraan liittää sulfonihapporyhmän, –SO3H, hiileen orgaanisessa yhdisteessä. Tämän prosessin lopputuote on sulfonaatti. Tämä prosessi sisältää reaktion orgaanisen yhdisteen ja rikkiä sisältävän happaman yhdisteen, kuten rikkitrioksidin (SO3), rikkihapon (H2) välillä. SO4) tai klooririkkihappoa.
Kuva 02: Bentseenin sulfonointi
Sulfonointireaktiot muodostavat C-S-sidoksen orgaanisen yhdisteen yhden hiiliatomin ja rikkiä sisältävän yhdisteen rikkiatomin välille. Lopullinen yhdiste on hapan yhdiste ja se luokitellaan sulfonihapoksi. Valmistuksen jälkeen sulfonihapot voidaan eristää ja varastoida niiden stabiilisuuden vuoksi.
Sulfonointireaktiota on erittäin vaikea käyttää teollisessa mittakaavassa, koska se on erittäin nopea ja äärimmäinen eksoterminen reaktio. Useimmat orgaaniset yhdisteet muodostavat mustahiiltymisen joutuessaan kosketuksiin rikkitrioksidin kanssa tämän nopean reaktion ja lämmönmuodostuksen vuoksi. Orgaanisten yhdisteiden viskositeetti kasvaa myös voimakkaasti, kun se muutetaan sulfonoimalla sulfonihapoksi. Kun viskositeettia nostetaan, lämpöä on vaikea poistaa reaktioseoksesta. Siksi tarvitaan asianmukaista jäähdytystoimintoa. Jos ei, sivureaktioista voi muodostua epäsuotuisia sivutuotteita. Näistä syistä teollisen mittakaavan sulfonointireaktiot vaativat erikoislaitteita.
Toisa alta sulfonointireaktion nopeutta voidaan hillitä säätämällä rikkitrioksidin reaktiivisuutta. Tämä voidaan tehdä kahdella tavalla:
- laimennus
- Monimutkaisuus
Rikkitrioksidin kompleksointi voidaan tehdä seuraavilla menetelmillä:
- Sulfamiinihapon valmistus saattamalla rikkitrioksidi reagoimaan ammoniakin kanssa
- Klooririkkihapon valmistus saattamalla rikkitrioksidi reagoimaan HCl:n kanssa
- Oleumin valmistus antamalla rikkitrioksidin reagoida veden kanssa
Siksi sulfatointiprosessi voidaan suorittaa käyttämällä yhtä tai joitain näistä yhdisteistä. Mutta valittaessa yhdistetyyppiä sulfonointiprosessiin teollisuustuotannossa, on otettava huomioon useita tekijöitä. Alla on joitain esimerkkejä:
- Haluttu lopputuote ja sen laatu
- Tarvittava tuotantokapasiteetti
- Reagenssin hinta
- Laitekustannukset
- Jätehuollon kustannukset
Mitä eroa on kloorauksella ja sulfonoinnilla?
Avainero kloorauksen ja sulfonoinnin välillä on se, että klooraus on klooriatomien lisäämistä joko orgaanisiin yhdisteisiin tai veteen, kun taas sulfonointi on prosessi, jossa sulfoniryhmä lisätään suoraan orgaaniseen yhdisteeseen. Lisäksi kloorauksella on merkitystä veden desinfioinnissa, veden välityksellä leviävien sairauksien ehkäisyssä, klooriatomien lisäämisessä orgaanisiin yhdisteisiin orgaanisten synteesireaktioiden aikana jne. Sulfonointi on puolestaan tärkeää sulfoniryhmien lisäämisessä orgaanisiin yhdisteisiin orgaanisten synteesireaktioiden aikana.
Alla olevassa infografiikassa on yhteenveto kloorauksen ja sulfonoinnin eroista.
Yhteenveto – Klooraus vs. sulfonointi
Klooraus ja sulfonointi ovat additioreaktioita. Keskeinen ero kloorauksen ja sulfonoinnin välillä on se, että klooraus on klooriatomien lisäämistä joko orgaanisiin yhdisteisiin tai veteen, kun taas sulfonointi on prosessi, jossa sulfoniryhmä lisätään suoraan orgaaniseen yhdisteeseen.
