در نهایت، شیمی درباره‌ی مواد شیمیایی است. در مدرسه، ممکن است واکنشی را با چند گرم از یک ماده‌ی شیمیایی انجام دهید، اما در صنعت، ممکن است چند تن از همان ماده‌ی شیمیایی در همان واکنش استفاده شود. در صنعت، سود زیادی از تعداد بسیار کمی از مواد شیمیایی به دست می‌آید. شاید شما در مورد فروش مواد شیمیایی ، شیمی صنعتی، آنچه در این زمینه اتفاق می‌افتد و اینکه کدام ترکیبات شیمیایی پر کاربرد در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند، فکر کرده باشید.
پرکاربردترین مواد شیمیایی در صنعت
در اینجا ترکیبات شیمیایی پر کاربرد در صنعت آورده شده است. مقادیر آن از سالی به سال دیگر تغییر می‌کند، اما همه‌ی مواد شیمیایی ذکر شده بیش از ۱۰۰ میلیون تُن تولید می‌شوند. در اینجا می‌توانید ببینید که شیمی چقدر بر زندگی روزمره‌ی شما تأثیر می‌گذارد.
اسید سولفوریک (H2SO4)
اسید سولفوریک یکی از ترکیبات شیمیایی پر کاربرد صنعتی است که در جهان تولید می‌شود. کاربرد صنعتی اولیه آن ساخت اسید فسفریک است که جزء اصلی اکثر کودهای شیمیایی است. اسید سولفوریک یک جزء حیاتی برای ساخت فلز است، به ویژه در تولید مس و روی و همچنین تمیز کردن فولاد کاربرد دارد. تولید اسید سولفوریک بیش از 3 درصد در سال افزایش می‌یابد. با این حال، اسید سولفوریک در محصولات دیگر از جمله موارد زیر نیز استفاده می‌شود:
- مواد شوینده
- باتری‌های سرب اسیدی خودرو
- سایر مواد شیمیایی مانند اسید هیدروکلریک، رنگ، مواد منفجره، رنگدانه‌ها و داروها
اسید سولفوریک همچنین به عنوان یک واکنش دهنده در طول ساخت یا فرآوری برخی کالاها استفاده می‌شود. در اینجا چند نمونه از عملکرد آن وجود دارد:
- برای حذف ناخالصی‌ها در هنگام پالایش نفت
- برای حذف اکسیدهای فلزی قبل از آبکاری و گالوانیزه کردن فلز
- برای حذف آب در طی واکنش‌های شیمیایی خاص
- به عنوان یک واکنش دهنده در ساخت ریون و نیتروگلیسیرین عمل می‌کند.
نیتروژن (N2)
هر ساله صدها میلیون تُن گاز نیتروژن تولید می‌شود. نیتروژن با ترکیب با هیدروژن، آمونیاک تولید می‌کند که خود از ترکیبات شیمیایی پر کاربرد صنعتی و حیاتی است. نیتروژن در محصولات گوناگونی از جمله کودها، پارچه‌ها، رنگ‌ها و حتی مواد منفجره کاربرد دارد. نیتروژن در حالت مایع، برای تحقیقات و نگهداری پزشکی اهمیت دارد. نیتروژن معمولاً با فرآیندی به نام “تقطیر جزء به جزء” تولید می‌شود. نیتروژن تا حد زیادی یک گاز بی اثر است زیرا معمولاً به عنوان یک گاز پوششی استفاده می‌شود، به این معنی که از مواد حساس به اکسیژن در برابر تماس با هوا محافظت می‌کند. در زیر برخی از کاربردهای صنعتی نیتروژن مایع آورده شده است:
- برای فریز کردن سریع مواد برای پردازش؛ به عنوان مثال، معمولاً برای منجمد کردن لاستیک‌های قدیمی استفاده می‌شود تا خرد کردن آنها برای اهداف بازیافت آسان‌تر شود.
- برای تولید فولاد و سایر فلزات
- برای خنک کردن بتن، بهبود خواص مصالح ساختمانی
- برای یخ زدن زمین‌های خیس، ساخت و ساز را آسان تر می‌کند.
- برای خنک کردن راکتورهای شیمیایی، به مهندسان شیمی اجازه می‌دهد تا به طور مؤثرتری واکنش‌های جانبی را کنترل کنند.
صنایع زیر نیز از نیتروژن و نیتروژن مایع استفاده می‌کنند:
- غذا: صنایع غذایی از جنبه خنک‌کنندگی سریع برای به حداقل رساندن آسیب سلولی ناشی از کریستال‌های یخ که معمولاً در طول فرآیند انجماد معمولی تشکیل می‌شوند، استفاده می‌کند.
- سرویس غذا: از نیتروژن مایع در کامیون‌های یخچال دار استفاده می‌شود تا تماس غذا با هوا به حداقل برسد.
- مراقبت‌های بهداشتی: صنعت مراقبت‌های بهداشتی از نیتروژن مایع برای منجمد کردن نمونه‌های خون و بافت و همچنین در کرایوسرجری برای از بین بردن بافت‌هایی مانند زگیل استفاده می‌کند.
ترکیبات شیمیایی پر کاربرد اتیلن (C2H4)
سالانه بیش از 150 میلیون تن اتیلن به عنوان یکی از ترکیبات شیمیایی پر کاربرد تولید می‌شود که بیش از هر ترکیب آلی دیگری است. پرکاربرد بودن آن را می‌توان به افزایش تولید پلیمرها، به ویژه پلی اتیلن‌ها نسبت داد.
- برای تولید اتیلن گلیکول یا ضد یخ
- استایرن برای ساخت پلی استایرن برای استفاده به عنوان بسته بندی و عایق
- پلی اتیلن، یکی از پرمصرف ترین پلاستیک‌ها؛ در واقع حدود نیمی از اتیلن تولید شده برای ساخت انواع پلی اتیلن استفاده می‌شود.
- برای ساخت اتانول برای مصارف صنعتی
- برای تولید پلی استر
- یکی از ترکیبات شیمیایی پر کاربرد برای تولید لاستیک مصنوعی
اکسیژن (O2)
کاربرد اصلی اکسیژن به عنوان یکی از ترکیبات شیمیایی پر کاربرد در فرآیندهای احتراق زیر است:
- اکسیژن تولیدی تجاری در مشعل‌های جوشکاری اکسی استیلن و اکسیژن هیدروژن استفاده می‌شود.
- از اکسیژن در صنعت فولادسازی برای کمک به سوزاندن ناخالصی‌های موجود در سنگ معدن مذاب استفاده می‌شود. به ازای هر تن فولاد تولیدی حدود یک تن اکسیژن مورد نیاز است!
- اکسیژن مایع (LOX) به عنوان یک عامل اکسید کننده در موشک‌ها استفاده می‌شود. مخزن اکسیژنی که برای پرتاب شاتل فضایی استفاده می‌شود حدود 550000 لیتر اکسیژن مایع را در خود جای می‌دهد.
- از اکسیژن در صنایع شیمیایی نیز برای تجزیه هیدروکربن‌ها (ترکیبات فقط کربن و هیدروژن) به محصولات هیدروکربنی کوچکتر مانند اتیلن، پروپیلن و استیلن استفاده می‌شود که به نوبه خود برای تولید پلاستیک، رنگ و سایر محصولات استفاده می‌شود.
پروپیلن (C3H6)
پروپیلن یکی از ترکیبات شیمیایی پر کاربرد صنعتی است که با نام‌های پروپن یا متیل اتیلن نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب گاز آلی است. پروپن برای صنعت پتروشیمی و به عنوان ماده اولیه برای انواع محصولات بسیار مهم است. سالانه بیش از 85000000 تن از آن در سطح جهان عمدتاً به عنوان سوخت یا برای تولید لاستیک یا پلاستیک تولید می‌شود.کاربرد عمده پروپیلن به عنوان واسطه در تولید سایر ترکیبات شیمیایی مانند موارد زیر است:
- پلی اتیلن مورد نیاز برای تولید الیاف مصنوعی برای فرش‌های داخلی / خارجی
- پروپیلن گلیکول برای روغن ترمز خودکار، مواد شوینده و رنگ
- پلی اورتان برای عایق فوم سفت و سخت
- انواع پلاستیک ABS مورد استفاده در تلفن و قطعات تریم خودرو
کلر (Cl2)
کلر یکی از ترکیبات شیمیایی پر کاربرد است که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تولید محصولات مصرفی و صنعتی مانند پلاستیک، دارو، رنگ، پاک کننده‌های خانگی (از جمله سفید کننده و سایر مواد ضد عفونی کننده)، حشره کش‌ها و منسوجات
- برای تصفیه آب به روش‌های مختلف:
- حذف پاتوژن‌های موجود در آب در تصفیه خانه
- برای از بین بردن باکتری‌ها در استخرهای شنا که ازهیپوکلریت سدیم تولید شده از کلر استفاده می‌شود
- به عنوان یک واکنش دهنده اصلی در تولید جلیقه‌های ضد گلوله، تراشه‌های کامپیوتری و قطعات خودرو عمل می‌کند.
اتیلن دی کلرید (C2H2Cl2)
اتیلن دی کلراید به عنوان ترکیبات شیمیایی پر کاربرد در تولید پلی وینیل کلراید (PVC) است ، لوله‌های پلاستیکی که برای انتقال آب به زیر زمین و سرتاسر خانه کاربرد دارد. PVC پایه اصلی صنعت ساخت و ساز است.
اتیلن دی کلرید همچنین در تولید پلی استایرن، یکی دیگر از پلیمرهای مصنوعی استفاده می‌شود. اتیلن دی کلرید در تولید موارد زیر به کار می‌رود :
- مایعات خشک شویی
- کفپوش
- پرده دوش
- لاستیک مصنوعی
اسید فسفریک (H3PO4)
حدود سه چهارم اسید فسفریک تولید شده در سراسر جهان در تولید کودهای فسفاته مصنوعی استفاده می‌شود. در اینجا چند کاربرد دیگر ترکیبات شیمیایی پر کاربرد اسید فسفریک آورده شده است:
- افزودنی غذایی: در صنایع غذایی، اسید فسفریک برای تنظیم pH مواد غذایی ، عامل شفاف کننده و نگهدارنده به کار می‌رود.
- زنگ زدا: اسید فسفریک به عنوان یک مبدل زنگ عمل می‌کند و اکسید آهن (Fe2O3) را به فسفات آهن (FePO4) تبدیل می‌کند.
سدیم هیدروکسید (NaOH)
سدیم هیدروکسید یک ترکیب معدنی حیاتی برای بسیاری از صنایع است. این ماده برای کاربردهای صنعتی از تولید کاغذ گرفته تا توسعه منسوجات و تولید مواد تمیز کننده استفاده می‌شود. سالانه بیش از ۷۰،۰۰۰،۰۰۰ تن از آن تولید می‌شود. معمولاً به عنوان یک محصول جانبی در طی تولید کلر به دست می‌آید. محبوبیت آن عمدتاً به دلیل ارزان بودن و توانایی آن در “شستشوی” گازها برای حذف مؤثر اسیدها در هنگام سوزاندن است.
- در صنعت نفت، از سدیم هیدروکسید برای افزایش pH گل حفاری استفاده می‌شود و آن را چسبناک‌تر می‌کند.
- در برخی از کشورها برای حذف ناخالصی‌های گوگرد از نفت خام با کیفیت پایین کاربرد دارد.
- در صنعت کاغذسازی برای سفید کردن الیاف چوب به کار می‌رود.
- سدیم هیدروکسید برای تجزیه لاشه حیوانات و اگر سریال‌های جنایی را دیده باشید، برای از بین بردن بقایای انسانی استفاده می‌شود.
- در صابون‌سازی و تولید بیودیزل استفاده می‌شود.
- به عنوان یک ماده تمیز کننده صنعتی، به ویژه در چربی‌زدایی تجهیزات کاربرد دارد.
- در خانه، از سدیم هیدروکسید به عنوان تمیز کننده اجاق گاز و لوله بازکن استفاده می‌شود.
- صنایع غذایی از آن در تهیه ذرت پوست‌کنده، نودل و چوب شور استفاده می‌کنند.
آمونیاک (NH3)
بیش از نیمی از آمونیاک به عنوان ترکیبات شیمیایی پر کاربرد در سراسر جهان در کشاورزی به کار می‌رود :
- برای تولید کودهای مایع حاوی آمونیاک، نیترات آمونیوم و اوره استفاده می‌شود. همچنین در تولید کود نیترات آمونیوم نیز کاربرد دارد.
- برای تولید مواد برگ‌ریز پنبه استفاده می‌شود، که برگ‌ها را از بین می‌برد تا برداشت پنبه آسان‌تر شود.
- به عنوان ضد قارچ برای برخی از میوه‌ها به کار می‌رود.
آمونیاک همچنین در تولید سایر مواد شیمیایی و محصولات از جمله موارد زیر استفاده می‌شود:
- اسید نیتریک
- برخی از رنگ‌ها
- داروهای سولفا
- لوازم آرایشی
- ویتامین‌ها
- برخی از منسوجات مصنوعی مانند ریون و نایلون
- پاک کننده‌های خانگی مانند پاک کننده‌های شیشه
علاوه بر این، آمونیاک در صنایع مختلف کاربرد دارد :
- به عنوان یک عامل کمپلکس کننده در صنایع معدن و تولید فلزات
- به عنوان یک مبرد در تبرید صنعتی
- به عنوان یک عامل عمل‌آوری و محافظ در صنعت چرم
مواد شیمیایی گفته شده در طیف گسترده‌ای از صنایع کاربرد دارند. از بهبود عملکرد محصول گرفته تا تضمین بهداشت و ایمنی، هر ماده شیمیایی نقش منحصر به فرد و ضروری ایفا می‌کند. درک خواص و کاربردهای آنها می‌تواند به شما در تصمیم‌گیری آگاهانه در فرآیندهای صنعتی و توسعه محصول کمک کند.با استفاده مؤثر از ترکیبات شیمیایی پر کاربرد، کسب‌وکارها می‌توانند عملیات خود را بهینه کرده و به نتایج بهتری در زمینه‌های مربوطه دست یابند. چه در صنعت تولید، کشاورزی یا صنعت دیگری باشید، شناخت این مواد شیمیایی کلیدی و کاربردهای آنها برای موفقیت حیاتی است.
