تعرف على أنواع الفينول وأين توجد
تستخدم الأنواع المختلفة من الفينول كأساس لتصنيع المنتجات المختلفة.
الصورة التي تم تحريرها وتغيير حجمها بواسطة Hans Reniers متاحة على Unsplash
ربما سمعت عن مادة مصنفة على أنها فينول ، أو على الأقل استخدمت منتجًا مصنوعًا على أساس مجموعة الفينول. لكن هل تعرف على وجه اليقين خصائص هذه العناصر؟ هل تعرف ما هي المنتجات التي تم العثور عليها؟ من المحتمل أن تسبب الإجابات على هذه الأسئلة مفاجأة ، حيث أن حدوث الفينولات أمر شائع للغاية وهي موجودة في حياتنا اليومية أكثر مما نتخيل.
الفينول (C6H6O) هو مركب كيميائي عضوي يحتوي على الأقل على مجموعة -OH (هيدروكسيل) مرتبطة مباشرة بحلقة بنزين (حلقة عطرية). على الرغم من وجود مجموعة -OH ، وهي سمة من سمات مجموعة الكحول ، فإن الفينول له طبيعة مختلفة ، فهو أكثر حمضية من الكحول. هيدروكسيل الفينول هو الجزء الذي يحدد حموضته ، بينما تميز حلقة البنزين قلويتها.
يمكن الحصول على الفينولات إما من مصادر متجددة أو من مصادر غير متجددة. تشير خصائصه الفيزيائية الرئيسية إلى نقطة الانصهار (43 درجة مئوية) ونقطة الغليان (181.7 درجة مئوية) ، مع الأخذ في الاعتبار أنه عندما يصل إلى نقطة الانصهار ، يتبلور الفينول في موشورات عديمة اللون وله رائحة مميزة ، نفاذة قليلاً. وفي الحالة المنصهرة ، يكون سائلًا صافًا ومتحركًا عديم اللون. في الحالة السائلة يمكن أن يكون شديد الاشتعال.
من المهم أيضًا مراعاة أن الفينولات قابلة للذوبان في معظم المذيبات العضوية (الهيدروكربونات العطرية ، والكحولات ، والكيتونات ، والإيثرات ، والأحماض ، والهيدروكربونات المهلجنة ، وما إلى ذلك) ، بينما في الماء لها قابلية محدودة للذوبان. علاوة على ذلك ، فإن الفينولات غير متوافقة مع الألمنيوم والمغنيسيوم والزنك.
الأسماء الأخرى المستخدمة للإشارة إلى الفينولات هي: حمض الكربوليك ، وحمض الكربوليك ، وحمض الفينيليك ، والبنزينيل ، وهيدروكسي بنزين ، ومونوهيدروكسي بنزين.
قصة اكتشافك
الفينول هو مكون طبيعي موجود في قطران الفحم (الفحم) وربما كان أول مادة معزولة (جزئيًا) من قطران الفحم ، في وقت مبكر من عام 1834 من قبل فريدليب فرديناند رونج ، الصيدلاني الألماني ، الذي أطلق على هذا المكون اسم حمض الكربوليك.
الفحم الصلب ، والذي يمكن أن يسمى أيضًا الفحم الحجري ، هو سائل شديد اللزوجة وقابل للاشتعال يمكن الحصول عليه في الطبيعة على شكل فحم معدني وفي تقطير البترول. القطران ، بدوره ، مادة مصنوعة من تقطير الفحم والعظام والخشب. إنه سائل لزج يتكون من عشرات المواد الكيميائية التي تعتبر مسببة للسرطان أو سامة.
ولكن في عام 1841 ، تمكن الكيميائي الفرنسي أوغست لوران من تحضير الفينول "النقي" لأول مرة. في دراساته حول نواتج تقطير قطران الفحم والكلور ، تمكن لوران من عزل مادتي ثنائي كلورو فينول وثلاثي كلورو فينول ، وكلاهما أشار إلى وجود الفينول في تركيبته.
بهذه الطريقة ، تمكن لوران من عزل وبلورة الفينول لأول مرة. وقد أطلق على هذا المركب حمض الكاربوليك أو حمض الفينيليك. كانت نقطة الانصهار المبلغ عنها (بين 34 درجة مئوية و 35 درجة مئوية) ونقطة الغليان (بين 187 درجة مئوية و 188 درجة مئوية) مشابهة جدًا للقيم المعروفة حاليًا (43 درجة مئوية و 181.7 درجة مئوية ، على التوالي).
كان الفينول يستخدم على نطاق واسع في وقت "اكتشافه" لعلاج الجروح كمطهر ومخدر. وهكذا ، بالإضافة إلى قياس الخصائص الفيزيائية الأولية فقط ، أجرى لوران أيضًا تجربة ، حيث تم توصيل هذه البلورات التي تم إنتاجها للعديد من الأشخاص الذين يعانون من آلام في الأسنان ، لاختبار تأثير هذه المواد كمسكن محتمل. كان التأثير الرئيسي على الألم لا يزال غير مؤكد ، ولكن تم الإبلاغ عن المادة من قبل معظم الأشخاص الذين شاركوا في التجربة لتكون شديدة العدوانية على الشفاه واللثة.
وهكذا ، من أربعينيات القرن التاسع عشر وحتى يومنا هذا ، أصبحت الفينولات موضوعًا للعديد من الدراسات وهي مهمة للغاية.
أين وجدت
جذبت كيمياء الفينولات اهتمامًا كبيرًا على مدار القرنين الماضيين وتواصل تحفيز الدراسات والأبحاث حتى يومنا هذا. المركبات التي تشكل جزءًا من هذه المجموعة الوظيفية لها تطبيقات لا غنى عنها في حياتنا اليومية. وبالتالي ، تشتمل مجموعة الفينولات على عناصر كيميائية يتم إنتاجها على نطاق عالمي واسع ولها استخدامات مختلفة.
يتم استخدامها بشكل أساسي لإنتاج الراتنجات الفينولية (التفاعل بين الفينول والألدهيد) ، والتي يتم استخدامها بدورها في صناعات الخشب الرقائقي ، والبناء المدني ، والفضاء ، والسيارات ، والأجهزة المنزلية (اقرأ المزيد في: "فهم ما هي الراتنجات الفينولية "). بعد ذلك ، يعتبر ثنائي الفينول أ ثاني أهم منتج ناتج عن الفينولات (تفاعل بين الفينول والأسيتون) وهو وسيط في تصنيع راتنجات الإيبوكسي والمركبات البلاستيكية والمواد اللاصقة ، من بين أمور أخرى (انظر المزيد في: "تعرف على أنواع بيسفينول ومخاطرها ").
يمكن أيضًا تحويل الفينولات إلى ألكيل فينول ونونيلفينول ، والتي تُستخدم كمواد خافضة للتوتر السطحي (أو خافض للتوتر السطحي) ، ومستحلبات ، ومنظفات صناعية ، ومضادات الأكسدة ، ومضافات زيوت التشحيم والعطور ومستحضرات التجميل (يُفهم بشكل أفضل من خلال مقال "نونيل فينول إيثوكسيل و نونيلفينول ، الموجود في العديد من مستحضرات التجميل والمواد الصيدلانية ، يحتمل أن تكون خطرة ").
بالإضافة إلى الاستخدامات المذكورة أعلاه ، تُستخدم الفينولات أيضًا في تصنيع التريكلوسان والبلاستيك والملدنات ولعب الأطفال والبولي كربونات والنايلون ومبيدات الحشرات الأنيلين والمتفجرات والدهانات والورنيش والمطهرات والبولي يوريثان والمواد الحافظة للأخشاب ومبيدات الأعشاب والمثبطات والمبيدات الحشرية وكمادة خام. مادة لإنتاج بعض الأدوية (مثل المسكنات وقطرات لتخفيف آلام الأذن والأنف).
يمكن أن تنشأ الفينولات أيضًا من مصادر طبيعية ، ويمكن رؤية مثال على ذلك في الفينولات المستخرجة من تقطير بتلات وأوراق النبات ، والتي تستخدم على نطاق واسع في صناعة الأغذية. الفانيلين هو جوهر الفانيليا المستخدم في الحلويات والآيس كريم والكعك وغيرها ؛ الثيمول هو جوهر الزعتر ، ويستخدم أيضًا في إنتاج الغذاء - وكلاهما مستخرج من الفينولات.
المخاطر الصحية والبيئية
يمكن أن يشكل الاستخدام الواسع لهذه المواد الكيميائية ، من قبل الصناعات المختلفة ، مخاطر على صحة الإنسان والبيئة.
يمكن أن يتعرض البشر للفينول من خلال استنشاق هواء ملوث أو ملامسة الجلد ، عادة في مكان العمل. يمكن أن تحدث طريقة أخرى للتعرض للفينولات من خلال استخدام الأدوية التي تحتوي على الفينول (مثل قطرات الأذن والأنف ، وأقراص الحلق ، ومسكنات الألم ، والمستحضرات المطهرة).
الفينولات مهيجة للغاية للجلد والعينين والأغشية المخاطية للإنسان عند استنشاقها أو عند ملامستها مباشرة. الآثار الضارة وأعراض السمية التي يمكن أن تحدث عند الإنسان هي التنفس غير المنتظم وضعف العضلات والرعشة وفقدان التنسيق والنوبات والغيبوبة والتوقف التنفسي بجرعات مميتة ، اعتمادًا على حجم الجرعة الممتصة.
تشكل الفينولات المشتتة أيضًا مخاطر جسيمة على البيئة. في السيناريو الحالي للإنتاج الصناعي الهائل ، واجهت الطبيعة صعوبات في إدارة التدهور والاستيعاب الكافي لجميع العناصر الكيميائية التي يتم إغراقها ، بشكل طبيعي ومصطنع ، في النظم البيئية. وبالتالي ، فإن إحدى أكبر الصعوبات الحالية تكمن في الحفاظ بشكل صحيح على مصادر المياه السطحية والجوفية الموجودة.
المركبات الكيميائية الفينولية ، لأنها تتكون من تكلفة إنتاج منخفضة وكفاءة عالية لتطبيقات مختلفة ، في الاستخدامات الصناعية والزراعية والمنزلية ، يتم استخدامها بنسب كبيرة من قبل القطاعات الصناعية المختلفة.
يتسبب تقلب الفينولات وقابليته للذوبان في الماء في حدوث مشاكل تلوث في مياه الشرب ، مما يغير طعمها وخصائص الرائحة ، حتى عند المستويات المنخفضة. وبالتالي ، تعتبر الفينولات من أكثر الملوثات شيوعًا في العمليات الصناعية ، ومن الممكن والقابل للتطبيق معرفة درجة تلوث الأنهار من خلال التحقق من وجودها فيها.
التخلص والبدائل
نظرًا لإنتاجها بكميات كبيرة ، يتم التخلص من الفينولات كمخلفات سائلة من مختلف الصناعات وينتهي بها الأمر إلى إطلاقها مباشرة في البيئة أو توجيهها إلى شبكة تجميع مياه الصرف الصحي العامة.
هناك حاجة إلى بدائل لإزالة هذه المواد تمامًا من الماء ، وبالتالي ضمان الجودة التي تضمن الاستهلاك الصحي. تظهر تقنية المعالجة الحيوية كمقترح ذكي وواعد. تتكون هذه التقنية من استخدام الكائنات الحية الدقيقة في تحلل المواد الكيميائية غير المرغوب فيها في التربة أو الرواسب أو المياه الملوثة ، وخفضها ، والقضاء عليها وتحويلها.
قد يكون استخدام المعالجة الحيوية في المياه الملوثة مهمًا لأنها عملية أرخص وأكثر فاعلية لتطهير المياه ، والتي يتم تنفيذها اليوم بتكلفة متفاوتة وفقًا لدرجة التطهير المطلوبة.
من بين البدائل التي ستكون متاحة للمستهلك ، يجدر إبراز إعطاء الأفضلية للمنتجات ذات المنشأ الطبيعي والمتجدد ، بدلاً من المصادر غير المتجددة ، مثل المشتقات البترولية.
وبالتالي ، فيما يتعلق بمستحضرات التجميل ، على سبيل المثال ، إعطاء الأفضلية لمستحضرات التجميل الطبيعية. في البرازيل ، تم اعتماد مستحضرات التجميل الطبيعية وتتبع معايير الجودة لشهادة IBD و Ecocert. حاول أيضًا معرفة واختبار منتجات التنظيف البيئية الموجودة في السوق. قم دائمًا بإعطاء الأفضلية للمنتجات التي لها ختم شهادة.
