ההבדל העיקרי בין הכלור לסולפפון הוא שהכלור הוא תוספת של אטומי כלור לתרכובות אורגניות או למים, בעוד שסולפפון היא הוספת קבוצה סולפונית לתרכובת אורגנית ישירות.
כלור וסולפפון הן טכניקות שונות עם יישומים שונים. הכלור משמש בעיקר בתהליכי חיטוי, בעוד שסולפונציה חשובה בעיקר בתהליכי סינתזה אורגנית.
מה זה כלור?
כלור הוא תהליך של הוספת כלור או תרכובות המכילות כלור למים למטרות חיטוי.שיטה זו שימושית בהריגת חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים במי ברז מכיוון שכלור רעיל להם מאוד. יתרה מכך, הכלרה חשובה מאוד במניעת מחלות הנישאות במים כגון כולרה וטיפוס.
כלור הוא חומר חיטוי יעיל ביותר. אנחנו יכולים להוסיף אותו לאספקת מים ציבורית כדי להרוג פתוגנים גורמי מחלות שגדלים בדרך כלל במאגרי אספקת מים. כלור מיוצר ממלח באמצעות אלקטרוליזה. זה מתרחש בדרך כלל כגז בטמפרטורת החדר, אבל אנחנו יכולים להזיל אותו. לכן, ניתן להשתמש בצורה הנוזלית בתהליך החיטוי.
איור 01: תגובת הכלור
כלור הוא חומר מחמצן חזק. לפיכך, הוא הורג חיידקים באמצעות חמצון של מולקולות אורגניות במיקרואורגניזמים. כאן, כלור ותוצר הידרוליזה של כלור, חומצה Hypochlorous, הם מינים כימיים טעונים שיכולים לחדור בקלות לתוך פני השטח הטעונים שלילי של פתוגנים.תרכובות אלו יכולות לפרק את מרכיבי השומנים בדפנות התא ויכולות להגיב עם אנזימים תוך תאיים. זה הופך את הפתוגן ללא תפקודי. ואז המיקרואורגניזמים מתים, או שהם מאבדים את יכולתם לעבור ריבוי.
מה זה סולפונציה?
סולפוניציה היא תהליך תעשייתי שבו אנו יכולים לחבר ישירות קבוצת חומצה סולפונית, –SO3H, לפחמן בתרכובת אורגנית. התוצר הסופי של תהליך זה הוא סולפונט. תהליך זה כרוך בתגובה בין תרכובת אורגנית לתרכובת חומצית המכילה גופרית כגון גופרית טריאוקסיד (SO3), חומצה גופרתית (H2 SO4) או חומצה כלורוגופרית.
איור 02: סולפונציה של בנזן
תגובות סולפונציה יוצרות קשר C-S בין אחד מאטומי הפחמן של התרכובת האורגנית לאטום הגופרית של התרכובת המכילה גופרית.התרכובת הסופית היא תרכובת חומצית ומסווגת כחומצה סולפונית. לאחר הייצור ניתן לבודד ולאחסן חומצות סולפוניות בשל יציבותן.
קשה מאוד להשתמש בתגובת הסולפונציה בקנה מידה תעשייתי מכיוון שזו תגובה אקסותרמית מהירה וקיצונית מאוד. רוב התרכובות האורגניות יוצרות פחם שחור כאשר הם יוצרים קשר עם גופרית טריאוקסיד עקב תגובה מהירה זו ויצירת חום. הצמיגות של תרכובות אורגניות מוגברת מאוד גם כאשר היא הופכת לחומצה סולפונית באמצעות סולפפון. כאשר הצמיגות מוגברת, קשה להסיר חום מתערובת התגובה. לכן, נדרשת פעולת קירור נכונה. אם לא, עלולים להיווצר תוצרי לוואי שליליים מתגובות לוואי. בשל סיבות אלו, תגובות סולפפון בקנה מידה תעשייתי דורשות ציוד מיוחד.
מאידך, ניתן למתן את מהירות תגובת הסולפונציה על ידי שליטה בתגובתיות של גופרית טריאוקסיד. ניתן לעשות זאת בשתי דרכים:
- דילול
- מורכב
ניתן לעשות מורכבות של גופרית טריאוקסיד בשיטות הבאות:
- הכנת חומצה סולפאמית על ידי תגובה של גופרית טריאוקסיד עם אמוניה
- הכנת חומצה כלורוגופרית על ידי תגובה של גופרית טריאוקסיד עם HCl
- הכנת אוליאום על-ידי הגיבת גופרית טריאוקסיד עם מים
לכן, תהליך הסולפטציה יכול להתבצע באמצעות אחת או חלק מהתרכובות הללו. אך בעת בחירת סוג התרכובת לתהליך הסולפפון בייצורים תעשייתיים, יש לקחת בחשבון מספר גורמים. להלן כמה דוגמאות:
- המוצר הסופי הרצוי והאיכות שלו
- כושר ייצור נדרש
- עלות ריאגנט
- עלות ציוד
- עלות פינוי פסולת
מה ההבדל בין כלור לסולפונציה?
ההבדל העיקרי בין הכלור לסולפפון הוא שהכלור הוא תוספת של אטומי כלור לתרכובות אורגניות או למים, בעוד שסולפפון הוא תהליך הוספה של קבוצה סולפונית לתרכובת אורגנית ישירות. יתרה מכך, הכלור חשוב בחיטוי מים, מניעת מחלות הנישאות במים, הוספת אטומי כלור לתרכובות אורגניות במהלך תגובות סינתזה אורגנית וכו'. בינתיים, סולפונציה חשובה בהוספת קבוצות סולפוניות לתרכובות אורגניות במהלך תגובות סינתזה אורגנית.
להלן אינפוגרפיקה מסכמת את ההבדל בין הכלרה לסולפפון.
סיכום – כלור מול סולפונציה
כלור וסולפפון הן תגובות הוספה.ההבדל העיקרי בין הכלור לסולפוניציה הוא שהכלור הוא תוספת של אטומי כלור לתרכובות אורגניות או למים, בעוד שסולפפון הוא תהליך הוספה של קבוצה סולפונית לתרכובת אורגנית ישירות.
