Kľúčový rozdiel medzi chloráciou a sulfonáciou je v tom, že chlorácia je pridanie atómov chlóru buď k organickým zlúčeninám alebo vode, zatiaľ čo sulfonácia je pridanie sulfónovej skupiny k organickej zlúčenine priamo.
Chlorácia a sulfonácia sú rôzne techniky s rôznymi aplikáciami. Chlorácia sa používa hlavne pri dezinfekčných procesoch, zatiaľ čo sulfonácia je dôležitá hlavne pri procesoch organickej syntézy.
Čo je chlórovanie?
Chlorácia je proces pridávania chlóru alebo zlúčenín obsahujúcich chlór do vody na účely dezinfekcie. Táto metóda je užitočná pri ničení baktérií a iných mikroorganizmov vo vode z vodovodu, pretože chlór je pre ne vysoko toxický. Okrem toho je chlórovanie veľmi dôležité pri prevencii chorôb prenášaných vodou, ako je cholera a týfus.
Chlór je vysoko účinný dezinfekčný prostriedok. Môžeme ho pridať do verejných vodovodov, aby sme zabili choroboplodné zárodky, ktoré bežne rastú vo vodárenských nádržiach. Chlór sa vyrába zo soli elektrolýzou. Zvyčajne sa vyskytuje ako plyn pri izbovej teplote, ale môžeme ho skvapalniť. Preto môže byť skvapalnená forma použitá v procese dezinfekcie.
Obrázok 01: Chloračná reakcia
Chlór je silný oxidant. Zabíja baktérie oxidáciou organických molekúl v mikroorganizmoch. Chlór a produkt hydrolýzy chlóru, kyselina chlórna, sú tu nabité chemické látky, ktoré môžu ľahko preniknúť do negatívne nabitého povrchu patogénov. Tieto zlúčeniny môžu dezintegrovať lipidové zložky bunkovej steny a môžu reagovať s intracelulárnymi enzýmami. Spôsobuje, že patogén je nefunkčný. Potom mikroorganizmy odumrú alebo stratia schopnosť množiť sa.
Čo je sulfonácia?
Sulfonácia je priemyselný proces, v ktorom môžeme priamo pripojiť skupinu kyseliny sulfónovej, –SO3H, na uhlík v organickej zlúčenine. Konečným produktom tohto procesu je sulfonát. Tento proces zahŕňa reakciu medzi organickou zlúčeninou a kyslou zlúčeninou obsahujúcou síru, ako je oxid sírový (SO3), kyselina sírová (H2 SO4) alebo kyselina chlórsírová.
Obrázok 02: Sulfonácia benzénu
Sulfonačné reakcie vytvárajú väzbu C-S medzi jedným z atómov uhlíka organickej zlúčeniny a atómom síry zlúčeniny obsahujúcej síru. Konečná zlúčenina je kyslá zlúčenina a je kategorizovaná ako sulfónová kyselina. Po výrobe môžu byť sulfónové kyseliny izolované a skladované kvôli ich stabilite.
Je veľmi ťažké použiť sulfonačnú reakciu v priemyselnom meradle, pretože ide o veľmi rýchlu a extrémnu exotermickú reakciu. Väčšina organických zlúčenín vytvára pri kontakte s oxidom sírovým čierny uhlík v dôsledku tejto rýchlej reakcie a tvorby tepla. Viskozita organických zlúčenín sa tiež výrazne zvýši, keď sa sulfonáciou premenia na kyselinu sulfónovú. Keď sa viskozita zvýši, je ťažké odobrať teplo z reakčnej zmesi. Preto je potrebná správna prevádzka chladenia. Ak nie, môžu sa z vedľajších reakcií tvoriť nepriaznivé vedľajšie produkty. Z týchto dôvodov si sulfonačné reakcie v priemyselnom meradle vyžadujú špeciálne vybavenie.
Na druhej strane rýchlosť sulfonačnej reakcie možno zmierniť riadením reaktivity oxidu sírového. Dá sa to urobiť dvoma spôsobmi:
- Redenie
- Komplexné
Komplexovanie oxidu sírového možno vykonať nasledujúcimi metódami:
- Výroba kyseliny sulfámovej reakciou oxidu sírového s amoniakom
- Výroba kyseliny chlórsírovej reakciou oxidu sírového s HCl
- Výroba olea reakciou oxidu sírového s vodou
Preto je možné sulfatačný proces uskutočniť s použitím jednej alebo niektorých z týchto zlúčenín. Pri výbere typu zlúčeniny na sulfonačný proces v priemyselných výrobách je však potrebné zvážiť niekoľko faktorov. Niektoré príklady sú uvedené nižšie:
- Požadovaný finálny produkt a jeho kvalita
- Požadovaná výrobná kapacita
- Cena činidla
- Cena za vybavenie
- Náklady na likvidáciu odpadu
Aký je rozdiel medzi chlórovaním a sulfonáciou?
Kľúčový rozdiel medzi chloráciou a sulfonáciou je v tom, že chlorácia je pridanie atómov chlóru buď do organických zlúčenín alebo do vody, zatiaľ čo sulfonácia je proces priameho pridania sulfónovej skupiny k organickej zlúčenine. Okrem toho je chlorácia dôležitá pri dezinfekcii vody, pri prevencii chorôb prenášaných vodou, pri pridávaní atómov chlóru k organickým zlúčeninám počas reakcií organickej syntézy atď. Medzitým je sulfonácia dôležitá pri pridávaní sulfónových skupín k organickým zlúčeninám počas reakcií organickej syntézy.
Pod infografikou je zhrnutý rozdiel medzi chloráciou a sulfonáciou.
Zhrnutie – Chlorácia vs sulfonácia
Chlorácia a sulfonácia sú adičné reakcie. Kľúčový rozdiel medzi chloráciou a sulfonáciou je v tom, že chlorácia je pridanie atómov chlóru do organických zlúčenín alebo do vody, zatiaľ čo sulfonácia je proces priameho pridania sulfónovej skupiny k organickej zlúčenine.
