در مدرسه، ممکن است با چند گرم ماده شیمیایی واکنشی را انجام داده باشید. در صنعت، ممکن است از همان ماده شیمیایی مشابه در همان واکنش استفاده شود و در صنعت، درآمد زیادی از مواد شیمیایی بسیار کمی به دست می‌آید. شاید شما در مورد شیمی صنعتی تعجب کرده باشید، از جمله اینکه در این زمینه چه می‌گذرد و کدام مواد شیمیایی در مقیاس وسیع استفاده می‌شوند. در اینجا ده ماده شیمیایی متداول تولید شده، آورده شده است.
این مقادیر در هر سال متفاوت است، اما تمام مواد شیمیایی ذکر شده در زیر بیش از 100 میلیون تن تولید می‌شود. در اینجا می‌توانید میزان تأثیر شیمی بر زندگی روزمره را ببینید.
ماده شیمیایی اسید سولفوریک (H2SO4)
اکثراً هر سال، اسید سولفوریک در ردیف اولین ماده شیمیایی تولید شده در سراسر جهان قرار دارد. بیشترین کاربرد اسید سولفوریک در تولید کودها – سولفات آمونیوم و سوپرفسفات است. با این حال، اسید سولفوریک در محصولات دیگر نیز استفاده می‌شود، از جمله موارد زیر:
- مواد شوینده
- باتری‌های اتومبیل اسید سرب
- سایر مواد شیمیایی مانند اسید کلریدریک، رنگ، مواد منفجره، رنگدانه‌ها و داروها
اسید سولفوریک همچنین به عنوان واکنش‌دهنده در هنگام تولید یا فرآوری کالاهای خاص استفاده می‌شود. در اینجا چند نمونه از عملکرد آن ذکر شده است:
- برای از بین بردن ناخالصی‌ها در هنگام تصفیه نفت
- برای حذف اکسیدهای فلزی قبل از آبکاری و فلز گالوانیزه
- برای حذف آب در طی برخی واکنش‌های شیمیایی
- به عنوان یک واکنش‌دهنده در ساخت ریون و نیتروگلیسیرین عمل کند
نیتروژن (N2)
نیتروژن عمدتاً یک گاز بی‌اثر است زیرا معمولاً به عنوان گاز محافظ استفاده می‌شود، به این معنی که از مواد حساس به اکسیژن در برابر تماس با هوا محافظت می‌کند. در زیر برخی از مصارف صنعتی نیتروژن مایع ذکر شده است:
- منجمد کردن سریع مواد برای فرآوری به عنوان مثال، معمولاً برای یخ زدن لاستیک‌های قدیمی به منظور تسهیل خرد شدن آن‌ها برای اهداف بازیافت استفاده می‌شود
- برای تولید فولاد و سایر فلزات
- برای خنک‌سازی بتن، بهبود خصوصیات مصالح ساختمانی
- برای مسدود کردن زمین خیس و ساخت و ساز آسان‌تر
- برای خنک کردن راکتورهای شیمیایی، به مهندسان شیمی اجازه می‌دهد واکنش‌های جانبی را به طور مؤثرتری کنترل کنند
صنایع زیراز ماده شیمیایی ازت و نیتروژن مایع استفاده می‌کنند
- غذا
صنایع غذایی از جنبه خنک سازی سریع برای به حداقل رساندن آسیب سلول‌های بلورهای یخ که معمولاً در طی فرآیند انجماد طبیعی ایجاد می‌شوند، استفاده می‌کنند. استفاده دیگر در خدمات غذایی است: از نیتروژن مایع در کامیون‌های یخچال‌دار استفاده می‌شود تا تماس غذا با هوا به حداقل برسد.
- بهداشت و درمان
صنعت بهداشت و درمان از نیتروژن مایع برای یخ زدن نمونه‌های خون و بافت و همچنین در جراحی بینی برای از بین بردن بافت، مانند زگیل‌ها استفاده می‌کند.
ماده شیمیایی اتیلن (C2H4)
اتیلن یکی از ذخایر اصلی خوراک صنایع شیمیایی به ویژه صنایع پلاستیک است. شاید تعجب کنید که ببینید این ماده شیمیایی چقدر همه‌کاره است. از این طریق استفاده می‌شود:
- برای تولید اتیلن گلیکول (ضد یخ)، استایرن (که برای ساختن پلی استایرن برای استفاده به عنوان بسته‌بندی و عایق‌بندی استفاده می‌شود) و پلی اتیلن، یکی از پلاستیک‌های بسیار پرکاربرد. در واقع، حدود نیمی از اتیلن تولید شده برای تولید انواع مختلف پلی اتیلن استفاده می‌شود.
- تولید اتانول برای مصارف صنعتی؛ طبق قانون، اتانول برای مصرف انسان باید با تخمیر تولید شود
- برای تولید پلی استر
- برای تولید لاستیک مصنوعی
اکسیژن (O2)
برخی از نقش‌های اصلی اکسیژن در مراحل احتراق زیر است
- اکسیژن تولید شده تجاری در مشعل‌های جوشکاری اکسی استیلن و اکسی هیدروژن استفاده می‌شود.
- از اکسیژن در صنعت فولاد سازی برای کمک به سوزاندن ناخالصی‌های موجود در سنگ مذاب استفاده می‌شود. به ازای هر تن فولاد تولید شده حدود یک تن اکسیژن مورد نیاز است!
- از اکسیژن مایع (LOX) به عنوان ماده اکسیدکننده در موشک و راکت استفاده می‌شود. مخزن اکسیژن که برای پرتاب شاتل فضایی استفاده می‌شود حدود 550،000 لیتر اکسیژن مایع را در خود نگه می‌دارد.
- همچنین از اکسیژن در صنایع شیمیایی برای تجزیه هیدروکربن‌ها (ترکیبات فقط کربن و هیدروژن) به محصولات هیدروکربوری کوچکتر مانند اتیلن، پروپیلن و استیلن استفاده می‌شود که به نوبه خود برای تولید پلاستیک، رنگ و سایر محصولات استفاده می‌شود.
ماده شیمیایی پروپیلن (C3H6)
بیشترین کاربرد پروپیلن به عنوان واسطه در تولید سایر ترکیبات شیمیایی مانند موارد زیر است:
- در تولید پلی اتیلن مورد نیاز برای تولید الیاف مصنوعی برای فرش‌های داخل سالن / فضای باز
- در تولید پروپیلن گلیکول برای روغن ترمز اتوماتیک، مواد شوینده و رنگ
- در تولید پلی اورتان برای عایق کف سفت و سخت
- در تولید انواع مختلف پلاستیک ABS که در تلفن و قطعات خودکار اصلاح می‌شود
ماده شیمیایی کلر (Cl2)
کلر کاربردهای زیادی دارد از جمله موارد زیر:
- برای تولید محصولات مصرفی و صنعتی مانند پلاستیک، دارو، رنگ، پاک‌کننده‌های خانگی (از جمله سفید کننده‌ها و سایر مواد ضدعفونی‌کننده)، حشره‌کش‌ها و منسوجات
- برای تصفیه آب به روش‌های مختلف:
- برای از بین بردن پاتوژن‌های منتقله از آب در طول تصفیه آب در تصفیه خانه‌های آب در ایالات متحده
- برای از بین بردن باکتری‌ها در استخرهای شنا، از هیپوکلریت سدیم تولید شده از کلر استفاده می‌شود
- به عنوان یک واکنش‌دهنده اصلی در تولید جلیقه ضد گلوله، تراشه‌های رایانه‌ای و قطعات خودرو عمل می‌کند
ماده شیمیایی اتیلن دی کلراید (C2H2Cl2)
بیشترین کاربرد اتیلن دی کلراید در تولید پلی وینیل کلراید (PVC) است. آن لوله‌های پلاستیکی سفید رنگی که برای انتقال آب در زیر زمین و سراسر خانه شما استفاده می‌شود، که پایه اصلی صنعت ساخت و ساز است.
در تولید پلی استایرن، یکی دیگر از پلیمرهای مصنوعی مفید، از اتیلن دی کلراید نیز استفاده می‌شود.
در تولید موارد زیر از اتیلن دی کلراید استفاده می‌شود:
- مایعات خشکشویی خاص
- کفپوش
- پرده های حمام
- لاستیک مصنوعی
ماده شیمیایی اسید فسفریک (H3PO4)
حدود سه چهارم اسید فسفریک تولید شده در سراسر جهان در تولید کودهای فسفات مصنوعی استفاده می‌شود. در اینجا برخی دیگر از کاربردهای اسید فسفریک آورده شده است:
- افزودنی غذایی: در صنایع غذایی، اسید فسفریک به عنوان تنظیم کننده pH مواد غذایی (به عنوان مثال در کولا)، به عنوان ماده شفاف کننده و به عنوان نگهدارنده اضافه می‌شود.
- از بین برنده زنگ: اسید فسفریک به عنوان یک مبدل زنگ عمل می‌کند و اکسید فریک (Fe2O3) را به فسفات فریک (FePO4) تبدیل می‌کند که می‌تواند به راحتی پاک شود. اسید فسفریک برای این منظور معمولاً به صورت ژلی به نام ژله دریایی فروخته می‌شود.
ماده شیمیایی آمونیاک (NH3)
بیش از نیمی از آمونیاک تولید شده در سراسر جهان در کشاورزی استفاده می‌شود:
- برای تولید کودهای مایع استفاده می‌شود که حاوی آمونیاک، نیترات آمونیوم و اوره است. این ماده همچنین در تولید کود نیترات آمونیوم استفاده می‌شود.
- این ماده در تولید مواد ضدعفونی کننده پنبه برای سهولت در انتخاب پنبه استفاده می‌شود.
- از این ماده برای تهیه مواد ضد قارچی برای میوه های خاص استفاده می شود.
آمونیاک همچنین در تولید سایر مواد شیمیایی و محصولات از جمله استفاده می شود
- اسید نیتریک
- رنگ‌های خاصی
- داروهای سولفا
- لوازم آرایشی
- ویتامین ها
- منسوجات مصنوعی خاصی مانند ریون و نایلون
- تمیزکننده‌های خانگی، مانند پاک کننده های شیشه
علاوه بر این، ماده شیمیایی آمونیاک توسط صنایع مختلفی استفاده می‌شود:
- به عنوان یک عامل پیچیده در صنایع معدنی و تولید فلزات
- به عنوان مبرد در تبرید صنعتی
- به عنوان یک عامل درمان و محافظت در صنعت چرم
ماده شیمیایی هیدروکسید سدیم (NaOH)
هنگامی که یک باز قوی در صنعت مورد نیاز است، هیدروکسید سدیم اولین گزینه پیشنهادی است. در صنایع مختلف مورد استفاده بسیاری قرار گرفته است. در اینجا برخی از موارد استفاده از آن ذکر شده است:
- در صنعت نفت، از هیدروکسید سدیم برای افزایش PH گل حفاری استفاده می‌شود و باعث چسبناک شدن آن می‌شود.
- برخی کشورها از آن برای کمک به حذف ناخالصی‌های گوگرد از روغن خام کم عیار استفاده می‌کنند.
- صنعت کاغذ سازی از آن در هضم و سفید شدن الیاف چوب استفاده می‌کند.
- در صابون‌سازی استفاده می‌شود
- این ترکیب در تولید بیودیزل استفاده می‌شود.
- این ماده به عنوان یک ماده تمیز کننده صنعتی به ویژه در چربی‌زدایی تجهیزات استفاده می‌شود. در خانه از هیدروکسید سدیم به عنوان پاک‌کننده اجاق گاز استفاده می‌شود.
- صنایع غذایی از آن در ساخت ذرت پوست کنده که با آب جوش یا شیر پخته شده باشد، رشته‌فرنگی چینی، و چوب شور آلمانی.
