به کار گرفتن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد، صنایع کوچک و بزرگ بسیاری را در سرتاسر جهان متحول کرده است. آشنایی با مواد، عناصر مختلف و ویژگی هایشان، کمک می کند تا با شناخت بهتر به بهبود کیفیت زندگی و صنایع خود بپردازید. تولوئن یکی از این مواد است. ما در این مطلب ضمن پاسخ به سوال تولوئن چیست شما را با این ماده، کاربردها و عوارض آن آشنا می کنیم. کافی است تا انتها همراه ما بمانید.
تولوئن چیست؟
تولوئن (Toluene) یکی از هیدروکربن های آروماتیک است. این ماده به شکل جامد، سفید رنگ با بلورهای سوزنی شکل و مایعی صاف و نامحلول در آب با بویی شبیه تینرهای رنگ معمولی، در بازار به فروش می رسد. تولوئول، فنیل متان یا آنیسن از دیگر نام های این ماده هستند که با آن ها شهرت دارد.
این ماده به شکل طبیعی در طبیعت وجود دارد و همچنین می توان آن را با انجام واکنش های شیمیایی تولید کرد. روغن خام درخت تولو، محلی است که می توانید تولوئن را به صورت طبیعی از آن به دست بیاورید.
راه صنعتی به دست آوردن تولوئن نیز وابسته به فرآیند تولید انواع سوخت ها است. در فرآیند تولید بنزین و سایر سوخت ها از نفت خام و در فرآیند تولید کک از زغال سنگ، این ماده را به دست می آورند. برآورد میزان تولید جهانی تولوئن چیزی در حدود ۱۰ میلیون تن است.
ساختار و ترکیبات تولوئن
این ماده از مشتقات بنزن است و در ساختار آن تنها هیدروژن و کربن وجود دارد. ۷ اتم کربن و ۸ اتم هیدروژن از عناصر سازنده این ماده هستند.
در ساختار این ماده نیز یک گروه CH3 وجود دارد که به یک گروه فنیلی متصل است. به همین دلیل نام آیوپاک آن متیل بنزن (methylbenzene) است.
فرمول شیمیایی
هنگام پاسخ به سوال تولوئن چیست، نباید فراموش کنیم که این ماده مهم در زمره مواد سمی قرار می گیرد. فرمول شیمیایی این ترکیب سمی به صورت C6H5CH3 است.
تولوئن چه موادی را در خود حل می کند؟
کاربرد تولوئن در بسیاری از مصارف خانگی و صنعتی، به عنوان حلال است. این ماده غیرقطبی است و قابلیت حل شدن در آب را ندارد اما در حلال های آلی می تواند به خوبی حل شود. تولوئن می تواند موادی معدنی مانند فسفر، گوگرد، ید، برم و سایر مواد کوالانسی غیر قطبی را در خود حل کند.
کاربردهای تولوئن
تولوئن به همراه کاربردهای فراوان خود در پیشبرد بسیاری از صنایع، نقشی کلیدی دارد. علاوه بر این استفاده هایی برای مصارف خانگی دارد. در ادامه به بررسی تعدادی از آن ها می پردازیم:
کاربرد تولوئن در صنعت رنگ و رزین
یکی از اصلی ترین و مهم ترین کاربردهای این ماده، در صنایع رنگ و رزین است. تولوئن یکی از بهترین حلال های موجود در بازار است. به همین دلیل در صنایع رنگ و رزین نیز، به عنوان حلال نقشی کلیدی دارد.
تولوئن می تواند به عنوان یک حلال، بافت رنگ ها، لعاب ها، لاک ها و رزین های آلکیدی را در صنعت رنگ بهبود بخشد. علاوه بر این رقیق کننده رنگ ها و پوشش های خاص است. دلیل آن هم قدرت بالای آن است. این ماده می تواند برای بسیاری از پوشش های معمولی قوی باشد و آن ها را خراب کند.
سوخت
یکی دیگر از کاربردهای تولوئن، تقویت اکتان در سوخت های بنزینی برای موتورهای احتراق داخلی و سوخت جت است. برای اولین بار تیم هوندا در دهه ۸۰ میلادی از این ماده در موتورهای توربو خود استفاده کرد. از آن زمان تا به حال، این یکی از نقش های مهم تولوئن است.
از تولوئن ۱۰۰ درصد می توان در موتورهای دوزمانه و چهارزمانه استفاده کرد.
کاربرد تولوئن در آزمایشگاه های بیوشیمی
در آزمایشگاه ها نیز از این ماده پرکاربرد استفاده می کنند. در آن جا برای استخراج هموگلوبین از گلبول های قرمز برای اندازه گیری سطح Hb، از تولوئن استفاده می کنند.
صنایع کشاورزی
کرم ها از اصلی ترین معضلات در بخش کشاورزی هستند. به همین دلیل کشاورزان و صنایع کشاورزی با کمک تولوئن با کرم های قلاب دار و کرم های گرد مقابله می کنند.
تولید TNT
هنگامی که این ماده به کمک مخلوطی از اسید نیتریک و اسید سولفوریک نیتراته شود، TNT به دست می آید.
تولید آئروسل
به ترکیب ذرات جامد یا مایع با گاز، آئروسل می گوییم که تولوئن در تولید آن ها نقش پیشران دارد. به آن دسته از آئروسل ها که آن ها را انسان ها می سازند، مصنوعی می گوییم. تعدادی از آن ها که در تولیدشان تولوئن نیز نقشی دارد، موارد زیر هستند:
- حشره کش ها
- دئودورانت ها
- اسپری های رنگ
دیگر کاربردها
علاوه بر مواردی که گفتیم، کاربرد تولوئن را در بخش های دیگری می توان دید که در زیر از آن ها نام برده ایم:
- صنایع داروسازی
- تولید لوازم آرایشی و بهداشتی
- تولید اورتان و دیگر مواد شیمیایی آلی
- نشانگر فولرن
- تولید نانولوله های کربنی
- تولید چسب پلی استایرن
- تولید زایلن
- ماده افزودنی در تولید تولوئن-دیزوسیانید، TNT و سایر ترکیبات مشابه
- تولید فوم های پلی اورتان
- ماده کاربردی به عنوان ضد عفونی کننده
- حلال مناسب برای نانو مواد کربن
- پاک کننده مناسب در صنایع دستی
- ماده کاربردی در سوخت و رنگ آمیزی هواپیما
- ماده کاربردی در گریس ها و مواد روان کننده
- استفاده در تولید محصولات پلاستیکی و لاستیکی
- رقیق کننده در تولید آسفالت و قیر
روش های ساخت تولوئن
تا این جا بررسی کردیم که تولوئن چیست. اما شاید برای شما این سوال به وجود بیاید که این حلال آلی را به چه روش هایی تولید می کنند. در زیر به این پرسش نیز پاسخ خواهیم داد.
تولید از نفت
بیشترین میزان تولید تولوئن از نفت است. یکی از روش هایی که اخیرا برای تولید تولوئن به این شیوه مورد بحث قرار گرفته، بازیابی پیوسته کاتالیست(CCR) است.
در این فرآیند به چهار راکتور که به صورت سری قرار دارند، نیاز است. محصول خروجی آن ها، بنزین و ترکیبات آروماتیک بوده که تولوئن نیز یکی از آن ها است. برای افزایش بازدهی و بهبود نرخ تبدیل در این روش، علاوه بر تعریف جریان رفت و برگشتی برای هر کدام از راکتورها، بین آن ها گرم کن قرار می دهند.
تقطیر جز به جز
تقطیر یکی از راه های کمتر متداول برای تولید این ماده است. از آن جایی که در نفت خام مقداری از این ماده وجود دارد، می توان تولوئن را به این روش از آن جدا کرد. در این روش مواد مختلف را بر اساس نقطه جوششان جدا می کنند.
تقطیر آزئوتروپی
در ترکیب آزئوتروپ می توان چند مایع را پیدا کرد که قابلیت جدا شدن از یکدیگر را با تقطیر معمولی ندارند. برای جداسازی تولوئن به این روش، از از محلول آبی متیل کتون و آب یا متانول استفاده می کنند.
استخراج با حلال
برای به دست آوردن تولوئن با این روش، از حلال استفاده می کنند. حلال را به ترکیب حاوی تولوئن اضافه کرده و سپس با روش هایی مانند تقطیر این ماده را از آن جدا می کنند. گوگرد دی اکسید و یا محلول آبی دی اتیلن گلیکول نمونه هایی از حلال های قابل استفاده در این روش هستند.
کراکینگ بخار هیدروکربن های مایع
این روش بر کراکینگ هیدروکربن های نفت تمرکز دارد که می تواند محصولاتی را مانند بنزین و تولوئن تولید کند.
تهیه تولوئن خشک
کاربرد تولوئن خشک نیز کم نیست و در بسیاری از مواقع، صنایع یا محققان به آن در حالت جامد نیاز دارند. به همین دلیل در این مواقع آب را از آن جدا می کنند تا این ماده به دست بیاید.
روش های دیگری نیز برای این کار وجود دارد که برای آن ها باید از تجهیزات پیشرفته تری استفاده کرد. استفاده از بنزوفنون و سدیم یکی از آن ها است. در این روش باید این مواد را به محلول اضافه کنید که می تواند فرآیند خطرناکی باشد.
نکات ایمنی که در هنگام کار با تولوئن باید رعایت کنید
همان طور که قبلا نیز اشاره کردیم این ترکیب، سمی است. به همین دلیل از عوارض تولوئن نباید غافل بمانید. این ماده گازهایی سمی از خود تولید می کند.
در معرض مداوم آن بودن می تواند در شما ایجاد احساس سردرد، سرگیجه، تهوع، کاهش حافظه، از دست دادن اشتها، کاهش شنوایی، کوررنگی و حالت مستی و سرخوشی کند. بزرگترین عارضه آن هم در صورت استفاده مکرر و زیاد، مرگ است.
افسردگی، اختلال در دستگاه تنفسی فوقانی ، تحریک چشم ها ، گلو درد، اختلال عملکرد سیستم مرکزی عصبی و کاهش میزان توجه فرد، از دیگر عوارض تولوئن هستند.
میزان سمیت این حلال کمتر از بنزن است. سازمان حفاظت محیط آمریکا نیز تایید کرده است که تولوئن ماده ای سرطان زا نیست. با این حال، نمی توان با اکتفا به آن نکات ایمنی هنگام کار با این ترکیب را فراموش کنید. در ادامه نکاتی را که رعایت آن ها از آسیب دیدن شما جلوگیری می کند، بررسی می کنیم.
- با این ماده به روش هایی کار کنید که کمتر خطرزا باشند.
- از تجهیزات صنعتی مناسب در هنگام کار با تولوئن استفاده کنید.
- ماسک، دستکش و دیگر تجهیزات فردی را در زمان استفاده از این ماده فراموش نکنید.
- از لباس کار استفاده کنید.
- در صورتی که لباس های شما به تولوئن آغشته شد، حتما آن ها را با شوینده مناسب بشویید.
- از تماس دست هایتان با صورت خود در زمان کار جلوگیری کنید.
سخن نهایی
در این مطلب ما به شما گفتیم که تولوئن چیست و چه کاربردها و عوارضی دارد. به این ترتیب شما می توانید با شناختی بهتر از این ماده در صنایع یا مصارف خانگی خود استفاده کنید.
این ترکیب را به اسامی تولوئول، فنیل متان یا آنیسن نیز می شناسند که اصلی ترین نقش آن به عنوان حلال است. بدون تردید بسیاری از شما با آن به عنوان حلال رنگ و رزین آشنایی دارید. تقویت سوخت، استفاده در صنایع داروسازی، کشاورزی و لوازم آرایشی و بهداشتی از دیگر کاربردهای تولوئن است. این ماده سمیت بالایی دارد و سردرد، سرگیجه، تهوع، کاهش حافظه، از دست دادن اشتها و کاهش شنوایی تعدادی از عوارض تولوئن هستند. به همین دلیل باید در هنگام استفاده از این ماده، نکات ایمنی را در کارگاه به خوبی رعایت کنید. در این صورت می توانید بیشتری بهره را از ویژگی های این ماده ببرید.
