Ključna razlika med kloriranjem in sulfoniranjem je, da je kloriranje dodatek klorovih atomov organskim spojinam ali vodi, medtem ko je sulfoniranje dodatek sulfonske skupine neposredno k organski spojini.
Kloriranje in sulfoniranje sta različni tehniki z različnimi aplikacijami. Kloriranje se uporablja predvsem v procesih dezinfekcije, medtem ko je sulfoniranje pomembno predvsem v procesih organske sinteze.
Kaj je kloriranje?
Kloriranje je postopek dodajanja klora ali spojin, ki vsebujejo klor, vodi za namene dezinfekcije. Ta metoda je uporabna pri ubijanju bakterij in drugih mikroorganizmov v vodi iz pipe, saj je klor zanje zelo strupen. Poleg tega je kloriranje zelo pomembno pri preprečevanju bolezni, ki se prenašajo z vodo, kot sta kolera in tifus.
Klor je zelo učinkovito razkužilo. Dodamo ga lahko v javne zaloge vode, da uničimo patogene, ki povzročajo bolezni, ki običajno rastejo v rezervoarjih za oskrbo z vodo. Klor se proizvaja iz soli z elektrolizo. Pri sobni temperaturi običajno nastane kot plin, lahko pa ga utekočinimo. Zato se lahko v procesu dezinfekcije uporablja utekočinjena oblika.
Slika 01: Reakcija kloriranja
Klor je močan oksidant. Tako uniči bakterije z oksidacijo organskih molekul v mikroorganizmih. Tu sta klor in produkt hidrolize klora, hipoklorova kislina, nabiti kemični vrsti, ki zlahka prodreta v negativno nabito površino patogenov. Te spojine lahko razgradijo lipidne komponente celične stene in lahko reagirajo z znotrajceličnimi encimi. Zaradi tega je patogen nefunkcionalen. Nato mikroorganizmi umrejo ali pa izgubijo sposobnost razmnoževanja.
Kaj je sulfonacija?
Sulfoniranje je industrijski postopek, v katerem lahko neposredno pritrdimo skupino sulfonske kisline, –SO3H, na ogljik v organski spojini. Končni produkt tega postopka je sulfonat. Ta proces vključuje reakcijo med organsko spojino in kislo spojino, ki vsebuje žveplo, kot je žveplov trioksid (SO3), žveplova kislina (H2 SO4) ali klorovveplena kislina.
Slika 02: Sulfoniranje benzena
Reakcije sulfoniranja tvorijo C-S vez med enim od ogljikovih atomov organske spojine in žveplovim atomom spojine, ki vsebuje žveplo. Končna spojina je kisla spojina in je kategorizirana kot sulfonska kislina. Po proizvodnji lahko sulfonske kisline izoliramo in shranimo zaradi njihove stabilnosti.
Reakcijo sulfoniranja je zelo težko uporabiti v industrijskem obsegu, ker je zelo hitra in ekstremna eksotermna reakcija. Večina organskih spojin zaradi te hitre reakcije in nastajanja toplote ob stiku z žveplovim trioksidom tvori črno zoglenelo. Viskoznost organskih spojin se močno poveča tudi, ko se s sulfonacijo pretvorijo v sulfonsko kislino. Ko se viskoznost poveča, je težko odstraniti toploto iz reakcijske zmesi. Zato je potrebno ustrezno hlajenje. V nasprotnem primeru lahko zaradi stranskih reakcij nastanejo neugodni stranski produkti. Zaradi teh razlogov reakcije sulfoniranja v industrijskem obsegu zahtevajo posebno opremo.
Po drugi strani pa lahko hitrost reakcije sulfoniranja zmanjšamo z nadzorovanjem reaktivnosti žveplovega trioksida. To lahko storite na dva načina:
- Razredčenje
- kompleksiranje
Kompleksiranje žveplovega trioksida je mogoče izvesti z naslednjimi metodami:
- Izdelava sulfaminske kisline z reakcijo žveplovega trioksida z amoniakom
- Pridobivanje klorovveplove kisline z reakcijo žveplovega trioksida s HCl
- Izdelava oleuma z reakcijo žveplovega trioksida z vodo
Zato lahko postopek sulfatiranja izvedemo z uporabo ene ali nekaterih od teh spojin. Toda pri izbiri vrste spojine za postopek sulfoniranja v industrijski proizvodnji je treba upoštevati več dejavnikov. Spodaj je navedenih nekaj primerov:
- Želeni končni izdelek in njegova kakovost
- Potrebna proizvodna zmogljivost
- Cena reagenta
- Cena opreme
- Stroški odvoza odpadkov
Kakšna je razlika med kloriranjem in sulfoniranjem?
Ključna razlika med kloriranjem in sulfoniranjem je v tem, da je kloriranje dodajanje atomov klora organskim spojinam ali vodi, medtem ko je sulfoniranje postopek dodajanja sulfonske skupine neposredno organski spojini. Poleg tega je kloriranje pomembno pri dezinfekciji vode, preprečevanju bolezni, ki se prenašajo z vodo, dodajanju atomov klora organskim spojinam med reakcijami organske sinteze itd. Medtem je sulfoniranje pomembno pri dodajanju sulfonskih skupin organskim spojinam med reakcijami organske sinteze.
Spodnja infografika povzema razliko med kloriranjem in sulfonacijo.
Povzetek – kloriranje proti sulfoniranju
Kloriranje in sulfoniranje sta adicijski reakciji. Ključna razlika med kloriranjem in sulfoniranjem je v tem, da je kloriranje dodajanje atomov klora organskim spojinam ali vodi, medtem ko je sulfoniranje postopek dodajanja sulfonske skupine neposredno organski spojini.
