اتانول (اتیل الکل) 96% و 99%
- اتانول ۹۶٪ (هیدروالکلی / نیمهخشک)
- اتانول ۹۹ یا ۹۹.۵٪— اتانول مطلق (Absolute Ethanol) بدون آب
ساختار شیمیایی
- فرمول مولکولی: C₂H₅OH
- ساختار: زنجیره دوکربنی با گروه عاملی هیدروکسیل انتهایی
- نام IUPAC: Ethanol
- نوع ترکیب: الکل نوع اول ساده (Primary alcohol)
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی
- ظاهر فیزیکی: مایع شفاف و بیرنگ
- بوی: تند و مشخص الکلی
- نقطه جوش: ≈78.2 °C (برای ۹۶٪)
- ویسکوزیته: بسیار پایین (مایع روان)
- نقطه اشتعال: ≈13 °C (قابل اشتعال در دمای اتاق )
- پایداری: پایدار در شرایط معمول، اما بسیار فرار و تبخیر شونده
کاربردهای اتانول
صنایع بهداشتی و ضدعفونیکنندهها:- پایه الکلی (عموماً اتانول یا ایزوپروپانول) برای ژلها، اسپریها، محلولهای ضدعفونی دست و سطوح.
- مؤثر علیه طیف وسیعی از ویروسها (از جمله SARS-CoV-2)، باکتریها و قارچها بهشرط رعایت غلظت بهینه ۶۰٪ تا ۸۰٪ حجمی.
- اتانول با غلظت بالاتر از ۸۰٪ ممکن است اثر ضدمیکروبی کمتری داشته باشد بهدلیل تبخیر سریع و نفوذ ناکافی به سلولهای میکروبی.
- حلال رایج در سنتز ترکیبات دارویی و شیمیایی.
- کاربرد در محلولهای استخراج، کروماتوگرافی، تقطیر جز به جز، واکنشهای سنتزی و تهیه عصارههای دارویی.
- اتانول بهعنوان حلالی نسبتاً ایمن و فرار با سمیت پایین در بسیاری از آزمایشگاههای زیستی و شیمی آلی استفاده میشود.
- حلال در محصولات معطر و آرایشی مانند ادکلن، اسپری مو، تونر، لوسیون، و دهانشویهها.
- دارای خاصیت خشککنندگی سریع بهعلت نرخ تبخیر بالا، که باعث احساس خنکی و تمیزی روی پوست میشود.
- در برخی محصولات، اتانول همچنین نقش آنتیمیکروبیال دارد.
- استفاده در استخراج عصارههای طبیعی مانند عصاره وانیل، بادام، و مرکبات.
- عامل حامل (Carrier) برای طعمدهندهها و افزودنیهای فرّار.
- در دوزهای مجاز، بهعنوان حامل ترکیبات فعال در مکملهای مایع یا شربتها استفاده میشود.
- استفاده از اتانول در صنایع غذایی مشروط به دریافت تأییدیههایی مانند FDA یا EFSA و رعایت حدود مجاز مصرف است.
- حلال در تولید رنگها، لاکها، چسبها، جوهرها، و پاککنندهها.
- پیشماده مهم در تولید استرها (مانند اتیل استات)، اترها، سوخت زیستی (Bioethanol).
- در صنایع سوخت، اتانول بهعنوان ترکیب افزایشی برای بهبود عدد اکتان بنزین بهکار میرود.
- حلالیت بالا برای انواع مواد قطبی و غیرقطبی
- ضدعفونیکننده مؤثر و سریع با منشأ طبیعی
- تبخیر سریع و بدون باقیمانده
- سازگار با پوست: در گریدهای دارای مرطوبکننده
- منبع تجدیدپذیر، در صورت تولید از زیستتوده
- بدون پارابن: مناسب برای فرمولهای آرایشی طبیعی
- قابل اشتعال بالا: نیاز به نگهداری و انبارداری ایمن
- فراریت زیاد: نیاز به بستهبندی و نگهداری مناسب
- خشک کنندگی پوست در مصرف مکرر (در غلضت بالا)
- نیاز به گریدهای خاص برای مصرف خوراکی یا دارویی
- ممکن است مشمول مقررات و مالیاتهای دولتی باشد
- بسیار قابل اشتعال است؛ بخارات آن با هوا ترکیب شده و میتواند بهراحتی منفجر شود.
- در هنگام کار با اتانول باید از جرقه، شعله، وسایل گرمایشی یا الکتریکی بدون محافظ دوری کرد.
- تماس با پوست و چشمها ممکن است موجب تحریک و خشکی شود؛ استفاده از دستکش، عینک ایمنی و تهویه مناسب ضروری است.
- بخارات غلیظ آن ممکن است باعث سرگیجه، سردرد یا خوابآلودگی شود، خصوصاً در فضاهای بسته.
- اتانول باید در ظروف مقاوم به خوردگی، دربسته و دارای برچسب ایمنی نگهداری شود.
- انبار باید خنک، خشک، با تهویه مناسب و کاملاً دور از منابع حرارتی یا الکتریکی باشد.
- ذخیرهسازی در ظروف پلیاتیلن یا فولادی با پوشش مقاوم توصیه میشود.
- از تماس با مواد اکسیدکننده قوی (مانند پراکسیدها یا کلراتها) بهشدت میبایست خودداری کرد.
زایلن
ساختار زایلن
زایلن یک ترکیب آروماتیک با فرمول شیمیایی C₆H₄(CH₃)₂ است. این ماده شامل یک حلقه بنزن (حلقه ششضلعی با پیوندهای دوگانه متناوب) است که دو گروه متیل در موقعیتهای مختلف به آن متصل شدهاند. زایلن در سه ایزومر زیر وجود دارد:- اورتو-زایلن (o-Xylene): گروههای متیل در موقعیتهای 1 و 2 حلقه بنزن.
- متا-زایلن (m-Xylene): گروههای متیل در موقعیتهای 1 و 3.
- پارا-زایلن (p-Xylene): گروههای متیل در موقعیتهای 1 و 4.
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی زایلن
- شکل ظاهری: مایع بیرنگ با بوی شیرین و مشخص (مشابه تولوئن).
- نقطه جوش: بسته به ایزومر، حدود ۱۳۸ تا ۱۴۴ درجه سانتیگراد.
- حلالیت: در آب بسیار کممحلول (کمتر از ۲۰ mg/L) اما در حلالهای آلی مانند الکل، اتر و بنزن به خوبی حل میشود.
- پایداری شیمیایی: به دلیل ساختار آروماتیک، پایداری بالایی در برابر واکنشهای شیمیایی معمول دارد.
- اشتعالپذیری: نقطه فلش حدود ۲۷– ۳۰C° ← مادهای بسیار قابل اشتعال است.
کاربردهای زایلن
- صنعت پتروشیمی: پارا-زایلن ماده اولیه تولید اسید ترفتالیک خالص (PTA) و در نهایت پلیاتیلن ترفتالات (PET).
- حلال صنعتی: به عنوان حلال قوی در رنگها، رزینها، چسبها و پوششها.
- صنعت پلاستیک: پارا-زایلن برای تولید بطریهای پلاستیکی و فیبرهای پلیاستر.
- داروسازی: در سنتز برخی ترکیبات شیمیایی دارویی.
- صنعت چاپ: به عنوان حلال در جوهرهای چاپ.
- کاربردهای آزمایشگاهی: برای تمیز کردن تجهیزات و در آنالیزهای شیمیایی.
مزایای زایلن
- حلالیت عالی: توانایی حل کردن طیف وسیعی از ترکیبات آلی.
- پایداری بالا: ساختار آروماتیک باعث مقاومت در برابر تخریب شیمیایی.
- تنوع ایزومری: امکان کاربردهای متنوع در صنایع مختلف.
- تولید اقتصادی و دسترسی آسان: محصول جانبی فرآیندهای پالایش نفت و اصلاح کاتالیستی.
معایب زایلن
- سمیت: قرار گرفتن طولانیمدت در معرض بخار زایلن → آسیب به سیستم عصبی مرکزی، کبد و کلیهها.
- خطر اشتعال: مادهای بسیار قابل اشتعال با بخارات سنگینتر از هوا.
- تأثیر زیستمحیطی: تجزیهپذیری زیستی پایین و امکان آلودگی خاک و آبهای زیرزمینی.
- محدودیتهای بهداشتی: برای استفاده در صنایع غذایی یا دارویی نیازمند خالصسازی و تأییدیههای FDA/EMA.
ایمنی و نگهداری زایلن
- تجهیزات حفاظت فردی: استفاده از دستکش مقاوم، عینک ایمنی و ماسک مناسب در محیطهای بسته.
- تهویه مناسب: در محلهای استفاده صنعتی باید تهویه قوی برقرار باشد.
- شرایط نگهداری: در ظروف دربسته، به دور از حرارت، جرقه و شعله مستقیم نگهداری شود.
- نقاط تماس خطرناک: پوست، چشم و سیستم تنفسی. در صورت تماس باید فوراً با آب شستشو داده شود.
- محدودیتهای مواجهه شغلی (OSHA/NIOSH):
- حد مجاز مواجهه (PEL): 100 ppm (TWA)
- حد توصیهشده (REL): 100 ppm (TWA)، 150 ppm (STEL)
زایلن مخلوط
ساختار زایلن مخلوط
زایلن مخلوط ترکیبی از سه ایزومر زیر است:- اورتو-زایلن (o-xylene)
- متا-زایلن (m-xylene)
- پارا-زایلن (p-xylene)
- همراه با حدود 10 تا 20 درصد اتیلبنزن
- فرمول شیمیایی کلی: C₈H₁₀
- ساختار: یک حلقه بنزن با دو گروه متیل (CH₃) در موقعیتهای متفاوت.
ویژگیهای زایلن مخلوط
- فرمول شیمیایی: C₆H₄(CH₃)₂
- شکل ظاهری: مایع شفاف و بیرنگ با بوی شیرین و مشخص
- نقطه جوش: حدود 138–144 درجه سانتیگراد
- دمای اشتعال: حدود 27–30 درجه سانتیگراد (بسیار قابل اشتعال)
- انحلالپذیری: نامحلول در آب، اما محلول در حلالهای آلی مثل اتانول، اتر و استون
کاربردهای زایلن مخلوط
زایلن مخلوط در صنایع مختلف کاربرد دارد، از جمله:- به عنوان حلال در صنعت رنگ، لاک، جوهر و تینرها
- در فرمولاسیون چسبها و رزینها
- در صنایع پتروشیمی برای تولید پارا-زایلن (ماده اولیه پلیاسترها و بطریهای PET)
- به عنوان عامل استخراج در آزمایشگاهها
- در تولید پلاستیکها، الیاف مصنوعی (مثل پلیاستر)، شویندهها و سموم دفع آفات
- به عنوان پاککننده و چربیزدا در صنایع فلزی و الکترونیکی
معایب زایلن مخلوط
- قابلیت اشتعال بالا: نیازمند نگهداری در محیطهای ایمن و دور از منابع حرارتی
- بخارهای سمی: استنشاق طولانیمدت میتواند موجب سردرد، سرگیجه، خوابآلودگی، آسیب به سیستم عصبی مرکزی و مشکلات تنفسی شود
- خطرات زیستمحیطی: در صورت نشت به محیط زیست میتواند باعث آلودگی آبهای زیرزمینی و خاک شود
- تحریک پوستی و چشمی: تماس مستقیم ممکن است باعث خشکی و التهاب پوست و تحریک چشم گردد
مزایای زایلن مخلوط
- قدرت حلالیت بالا برای بسیاری از ترکیبات آلی
- دسترسپذیری و مقرونبهصرفه بودن
- سازگاری بالا با فرآیندهای صنعتی و شیمیایی
- پایداری شیمیایی مناسب در کاربردهای صنعتی مختلف
ایمنی و نگهداری زایلن مخلوط
برای کار با زایلن باید اقدامات ایمنی زیر رعایت شود:- استفاده از دستکش مقاوم در برابر مواد شیمیایی، عینک ایمنی و ماسک تنفسی مناسب
- نگهداری در ظروف دربسته و مقاوم در برابر حلالها
- دور نگه داشتن از منابع حرارت، جرقه و شعله
- کار در محیط با تهویه مناسب برای جلوگیری از تجمع بخارات
- در صورت نشت، جمعآوری با مواد جاذب غیرقابل اشتعال (مانند خاک رس یا شن) و دفع طبق دستورالعملهای زیستمحیطی
عوامل ضد فوم
عوامل ضد فوم (Anti-Foaming Agents) که با نامهای آنتیفوم یا ضد کف نیز شناخته میشوند، موادی هستند که برای کاهش یا جلوگیری از تشکیل کف در فرآیندهای صنعتی و شیمیایی بهکار میروند. کف بیش از حد میتواند موجب اختلال در فرآیند تولید، کاهش بازدهی و آسیب به تجهیزات شود، از این رو استفاده از مواد ضد فوم در بسیاری از صنایع امری ضروری است.
ساختار عوامل ضد فوم
مواد ضد فوم معمولاً از ترکیبی از اجزای فعال سطحی، روغنهای معدنی یا سیلیکونی، و ترکیبات جامد نظیر سیلیس تشکیل شدهاند. بسته به نوع کاربرد، ساختار آنها به گونهای طراحی میشود که به سرعت در سطح کف پخش شده، حبابهای هوا را شکسته و از تشکیل مجدد آنها جلوگیری کنند.
نوع ضد فوم | ترکیب اصلی | استفاده رایج |
---|---|---|
سیلیکونی | روغن سیلیکون + سیلیس | صنایع شیمیایی و نفت |
غیرسیلیکونی | روغن معدنی + امولسیفایر | صنایع غذایی و دارویی |
پودری | ترکیب پلیمرهای جامد | پودرهای شوینده و کودهای شیمیایی |
ویژگیهای عوامل ضد فوم
-
فعالیت سطحی بالا: کاهش کشش سطحی و شکستن حبابها
-
پخشپذیری سریع: توانایی گسترش سریع در سطح کف
-
پایداری شیمیایی: مقاومت در برابر دما و pH مختلف
-
غیر سمی بودن (در برخی کاربردها): بهویژه در صنایع غذایی و دارویی
کاربرد عوامل ضد فوم
عوامل ضد کف در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارند. برخی از مهمترین آنها عبارتاند از:
-
صنایع غذایی و نوشیدنی: برای جلوگیری از کف در فرآیندهای تخمیر، تصفیه شکر و تولید لبنیات
-
صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: کاهش کف در برجهای تقطیر و سیستمهای انتقال
-
تصفیه فاضلاب: ممانعت از کف کردن در حوضچههای هوادهی
-
صنایع داروسازی و شیمیایی: جلوگیری از بروز کف در راکتورها و خطوط پرکن
-
تولید رنگ، رزین و چسب: حفظ کیفیت محصول نهایی با حذف کف
مزایای استفاده از ضد فومها
-
افزایش بازدهی فرآیند تولید
-
محافظت از تجهیزات صنعتی
-
صرفهجویی در زمان و انرژی
-
بهبود کیفیت محصول نهایی
-
کاهش نیاز به توقف خطوط تولید
معایب
-
ممکن است موجب آلودگی در محصولات حساس (در صورت استفاده نادرست) شود
-
در برخی موارد نیاز به افزودن مجدد به دلیل تبخیر یا تجزیه
-
انتخاب نادرست نوع ضد فوم میتواند باعث ناسازگاری با سیستم شود
-
قیمت برخی از ترکیبات پیشرفته بالا است
جمع بندی انتخاب مناسب عامل ضد فوم، بسته به نوع صنعت، شرایط فرآیند و نوع کف تولید شده، نیازمند بررسی دقیق و تخصصی است. استفاده از ضد فومهای باکیفیت نه تنها باعث بهینهسازی فرآیند میشود، بلکه عمر تجهیزات را نیز افزایش میدهد.
کربنات سدیم
ساختار شیمیایی کربنات سدیم
- نام شیمیایی: Sodium Carbonate
- فرمول مولکولی: Na₂CO₃
- ساختار: یونی شامل ۲ یون Na⁺ و یک یون CO₃²⁻
- شماره CAS: 497-19-8
- وزن مولکولی: 105.99 g/mol
- ساختار بلوری: مونوکلینیک (در فرم بیآب / Anhydrous)
- کد EC: 207-838-8
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی
- حالت فیزیکی: پودر یا دانه سفیدرنگ
- چگالی: 2.53 g/cm³ (در دمای 20°C)
- دانسیته ظاهری:
- چگالی کم (Light): 0.50 – 0.60 g/cm³
- چگالی زیاد (Dense): 0.90 – 1.10 g/cm³
- نقطه ذوب: 851°C (تجزیه تدریجی به Na₂O و CO₂ در دماهای بالاتر)
- نقطه جوش: ندارد، پیش از جوش دچار تجزیه میشود
- pH محلول 1%: حدود 11.6 (در 25°C)
- ویسکوزیته: ندارد (جامد)
- حلالیت در آب (20°C): 215 g/L
- انحلالپذیری در اتانول: بسیار کم (~0.1 g/100 mL)
- فشار بخار: صفر (غیر فرار)
کاربردهای کربنات سدیم
- شیشهسازی:
- کاهش دمای ذوب سیلیس
- پرمصرفترین کاربرد کربنات سدیم در جهان
- صنایع شوینده:
- ماده قلیایی پایه برای پودرهای لباسشویی و شویندهها
- کمک به حذف یونهای سختی آب در فرمولاسیون
- تصفیه آب:
- افزایش pH آب و حذف سختی (Ca²⁺ و Mg²⁺)
- صنایع غذایی: (کد افزودنی E500)
- تنظیم pH در نوشابههای گازدار
- عامل ضداسیدی و کنترلکننده اسیدیته
- متالورژی:
- حذف گوگرد از سنگ آهن
- استفاده در احیای آلومینا و صنایع مس
- سایر:
- چرمسازی
- نساجی (فرایند رنگرزی)
- تولید کاغذ
- صنایع رنگ و پوشش
- پتروشیمی
مزایای کربنات سدیم
- در دسترس، ارزان و ایمن برای حملونقل
- پایداری شیمیایی بالا در شرایط عادی
- سازگار با محیطزیست در گریدهای مجاز
- افزایش pH بدون سمیت بالا
- جایگزین مناسب برای سدیم هیدروکسید در برخی کاربردها
معایب کربنات سدیم
- خورنده برای پوست و چشم در تماس مستقیم با محلول
- جذب CO₂ از هوا و تشکیل NaHCO₃ در طول نگهداری
- تمایل به جذب رطوبت و کلوخه شدن در محیط مرطوب
- کاربرد محدود در محیطهای با حساسیت بالا به یون سدیم
ایمنی و نگهداری کربنات سدیم
- طبقهبندی GHS: Skin Irrit. 2; Eye Irrit. 2; STOT SE 3 (ایجاد تحریک تنفسی)
- PPE مورد نیاز: دستکش مقاوم شیمیایی، عینک ایمنی، ماسک گرد و غبار
- استنشاق گرد و غبار: ایجاد تحریک مجاری تنفسی در غلظتهای بالا
- تماس با پوست / چشم: شستوشوی فوری با آب سرد به مدت حداقل 15 دقیقه
- بستهبندی استاندارد: کیسههای پلیپروپیلنی 25 یا 50 کیلوگرمی، پالتشده
- شرایط نگهداری: مکان خشک، خنک، سرپوشیده و دارای تهویه
- ناسازگاری شیمیایی: اسیدهای قوی (تولید CO₂) و رطوبت زیاد