Ключовата разлика между хлориране и сулфониране е, че хлорирането е добавянето на хлорни атоми към органични съединения или вода, докато сулфонирането е директно добавяне на сулфонова група към органично съединение.
Хлорирането и сулфонирането са различни техники с различни приложения. Хлорирането се използва главно в процесите на дезинфекция, докато сулфонирането е важно главно в процесите на органичен синтез.
Какво е хлориране?
Хлорирането е процес на добавяне на хлор или съединения, съдържащи хлор, към водата за целите на дезинфекцията. Този метод е полезен за унищожаване на бактерии и други микроорганизми в чешмяна вода, тъй като хлорът е силно токсичен за тях. Освен това хлорирането е много важно за предотвратяване на болести, пренасяни чрез водата, като холера и коремен тиф.
Хлорът е високоефективен дезинфектант. Можем да го добавим към обществените водоснабдителни системи, за да убием патогени, причиняващи болести, които обикновено растат в резервоари за водоснабдяване. Хлорът се произвежда от сол чрез електролиза. Обикновено се среща като газ при стайна температура, но можем да го втечним. Следователно, втечнената форма може да се използва в процеса на дезинфекция.
Фигура 01: Реакция на хлориране
Хлорът е силен окислител. По този начин той убива бактериите чрез окисление на органичните молекули в микроорганизмите. Тук хлорът и продуктът от хидролизата на хлора, хипохлорната киселина, са заредени химически видове, които могат лесно да проникнат в отрицателно заредената повърхност на патогените. Тези съединения могат да разграждат липидните компоненти на клетъчната стена и могат да реагират с вътреклетъчните ензими. Това прави патогена нефункционален. След това микроорганизмите умират или губят способността си да се размножават.
Какво е сулфониране?
Сулфонирането е промишлен процес, при който можем директно да прикрепим група сулфонова киселина, –SO3H, към въглерод в органично съединение. Крайният продукт от този процес е сулфонат. Този процес включва реакцията между органично съединение и киселинно съединение, съдържащо сяра, като серен триоксид (SO3), сярна киселина (H2 SO4) или сярна хлорна киселина.
Фигура 02: Сулфониране на бензен
Реакциите на сулфониране образуват C-S връзка между един от въглеродните атоми на органичното съединение и серния атом на сяросъдържащото съединение. Крайното съединение е киселинно съединение и се категоризира като сулфонова киселина. След производството сулфоновите киселини могат да бъдат изолирани и съхранявани поради тяхната стабилност.
Много е трудно да се използва реакцията на сулфониране в промишлен мащаб, защото това е много бърза и екстремна екзотермична реакция. Повечето органични съединения образуват черен овъглен при контакт със серен триоксид поради тази бърза реакция и образуване на топлина. Вискозитетът на органичните съединения също се увеличава силно, когато се превръща в сулфонова киселина чрез сулфониране. Когато вискозитетът се увеличи, е трудно да се отстрани топлината от реакционната смес. Следователно е необходимо правилно охлаждане. Ако не, могат да се образуват неблагоприятни странични продукти от странични реакции. Поради тези причини реакциите на сулфониране в индустриален мащаб изискват специално оборудване.
От друга страна, бързината на реакцията на сулфониране може да се намали чрез контролиране на реактивността на серния триоксид. Това може да стане по два начина:
- Разреждане
- Комплексен
Комплексирането на серен триоксид може да се извърши по следните методи:
- Произвеждане на сулфаминова киселина чрез взаимодействие на серен триоксид с амоняк
- Произвеждане на хлорсулфурна киселина чрез взаимодействие на серен триоксид с HCl
- Приготвяне на олеум чрез взаимодействие на серен триоксид с вода
Следователно процесът на сулфатиране може да се извърши с помощта на едно или няколко от тези съединения. Но при избора на типа съединение за процеса на сулфониране в промишлените производства трябва да се имат предвид няколко фактора. Някои примери са дадени по-долу:
- Желаният краен продукт и неговото качество
- Необходим производствен капацитет
- Цена на реагента
- Разходи за оборудване
- Цена за изхвърляне на отпадъци
Каква е разликата между хлориране и сулфониране?
Ключовата разлика между хлориране и сулфониране е, че хлорирането е добавяне на хлорни атоми към органични съединения или към вода, докато сулфонирането е процес на директно добавяне на сулфонова група към органично съединение. Освен това хлорирането е важно при дезинфекция на вода, предотвратяване на болести, пренасяни чрез водата, добавяне на хлорни атоми към органични съединения по време на реакции на органичен синтез и т.н. Междувременно сулфонирането е важно при добавянето на сулфонови групи към органични съединения по време на реакции на органичен синтез.
Инфографиката по-долу обобщава разликата между хлориране и сулфониране.
Обобщение – Хлориране срещу сулфониране
Хлорирането и сулфонирането са присъединителни реакции. Ключовата разлика между хлорирането и сулфонирането е, че хлорирането е добавянето на хлорни атоми към органични съединения или към вода, докато сулфонирането е процесът на директно добавяне на сулфонова група към органично съединение.
