مواد شیمیایی حالتی از ماده است که ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های ثابتی دارد و نمی‌توان آن را با روش‌های فیزیکی بدون شکستن پیوندهای شیمیایی به اجزاء دیگر تجزیه کرد. ماده شیمیایی می‌تواند یک ماده ساده، ترکیب شیمیایی یا آلیاژ باشد.
تولید مواد شیمیایی که اغلب به عنوان ستون فقرات صنایع مختلف از آن یاد می شود، شامل تبدیل مواد خام به مجموعه وسیعی از محصولات ضروری است. این محصولات از داروها و کودها تا پلاستیک و سوخت را شامل می شود.
مواد شیمیایی مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی با توجه به اینکه این صنایع در حال حاضر مهمترین صنعت کشور می باشند از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مواد شیمیایی نقش مهمی در فرایند های گوناگون در این صنعت ایفا می کنند.
منشا تولید انواع مواد شیمیایی چیست؟
انقلاب صنعتی قرن 18 نقطه عطف مهمی در تولید مواد شیمیایی بود. تغییر از روش‌های صنعتی در مقیاس کوچک به فرآیندهای صنعتی در مقیاس بزرگ انقلابی در نحوه تولید مواد شیمیایی ایجاد کرد. پیشرفت های تکنولوژیکی، مانند موتور بخار، نقشی اساسی در این تحول ایفا کردند.
یکی از اولین مواد شیمیایی که در مقادیر زیاد از طریق فرآیندهای صنعتی تولید شد، اسید سولفوریک می باشد. در سال 1736، جاشوا وارد، داروساز، فرایندی را برای تولید آن ایجاد کرد که شامل حرارت دادن نمک بود و به گوگرد اجازه اکسید شدن و ترکیب با آب را می داد. این اولین تولید عملی اسید سولفوریک در مقیاس بزرگ بود.
تاریخچه تولید مواد شیمیایی
اولین ماده شیمایی که از طریق فرآیندهای صنعتی تولید شد، اسید سولفوریک بوده است.
یکی از اولین مواد شیمیایی که در مقادیر زیاد از طریق فرآیندهای صنعتی تولید شد، اسید سولفوریک می باشد. در سال 1736، جاشوا وارد، داروساز، فرایندی را برای تولید آن ایجاد کرد که شامل حرارت دادن نمک بود و به گوگرد اجازه اکسید شدن و ترکیب با آب را می داد. این اولین تولید عملی اسید سولفوریک در مقیاس بزرگ بود.
جان روباک و ساموئل گاربت اولین کسانی بودند که در سال 1749 یک کارخانه در مقیاس بزرگ در پرستونپانس اسکاتلند تاسیس کردند که از اتاق های متراکم سرب برای تولید اسید سولفوریک استفاده می کرد.
اسید سولفوریک در اواسط قرن به عنوان یک عامل کارآمدتر و همچنین در واکنش با آهک مورد استفاده قرار گرفته شد، اما کشف پودر سفید کننده توسط چارلز تنانت بود که باعث ایجاد اولین شرکت بزرگ صنعتی شیمیایی شد.
پودر او از واکنش کلر با آهک خشک شده ساخته شد و ثابت کرد که محصولی ارزان و موفق است. او کارخانه‌ای را در سنت رولوکس، شمال گلاسکو افتتاح کرد و تولید از 52 تن در سال 1799 به تقریباً 10000 تن رسید و تنها پنج سال بعد تولید شد.
معرفی تولید مواد شیمیایی
تولید مواد شیمیایی که اغلب به عنوان ستون فقرات صنایع مختلف از آن یاد می شود، شامل تبدیل مواد خام به مجموعه وسیعی از محصولات ضروری است. این محصولات از داروها و کودها تا پلاستیک و سوخت را شامل می شود.
درک تاریخچه تولید مواد شیمیایی بینش هایی را در مورد تکامل دانش و توانایی های تکنولوژیکی بشر فراهم می کند. ریشه های تولید مواد شیمیایی را می توان در کشف عناصر کلیدی جستجو کرد.
کیمیاگران در جستجوی تبدیل فلزات اساسی به طلا، زمینه را برای آزمایشات شیمیایی فراهم کردند. در حالی که اهداف آنها اغلب عرفانی بود، دانش تجربی به دست آمده در این دوره زمینه را برای پیشرفت های آینده فراهم کرد.
انقلاب صنعتی
انقلاب صنعتی قرن 18 نقطه عطف مهمی در تولید مواد شیمیایی بود. تغییر از روش‌های صنعتی در مقیاس کوچک به فرآیندهای صنعتی در مقیاس بزرگ انقلابی در نحوه تولید مواد شیمیایی ایجاد کرد. پیشرفت های تکنولوژیکی، مانند موتور بخار، نقشی اساسی در این تحول ایفا کردند.
نقاط عطف کلیدی در تولید مواد شیمیایی
قرن بیستم شاهد پیشرفت‌های پیشگامانه بود، از جمله فرآیند Haber-Bosch، روشی انقلابی برای تثبیت نیتروژن که برای تولید کود بسیار مهم است. به طور همزمان، کشف پلیمرهای مصنوعی راه را برای صنعت پلاستیک هموار کرد و برای همیشه چشم انداز علم مواد را تغییر داد.
تولید مواد شیمیایی در قرن بیستم
دو جنگ جهانی با تمرکز بر تولید مواد منفجره و سایر ملزومات زمان جنگ، رشد صنایع شیمیایی را تسریع کرد. دوران پس از جنگ شاهد ظهور انقلاب سبز بود که کودهای شیمیایی نقش اساسی در افزایش بهره وری کشاورزی داشتند.
انواع مواد شیمیایی
طبقه بندی مواد شیمیایی از نظر ظاهری به صورت کلی دارای 4 نوع می باشد که عبارت هستند از:
- جامد
- مایع
- گاز
- پلاسما
مواد شیمیایی آلی و معدنی
از نظر علمی دو جنبه متفاوت شیمی برای بررسی مواد وجود دارد که شامل شیمی آلی و شیمی معدنی می‌شود.
- ترکیبات آلی: مواد شیمیایی مبتنی بر کربن هستند که به طور طبیعی وجود دارند.
- ترکیبات معدنی: به عنوان ترکیبات عنصری شناخته می‌شوند که می‌توان آنها را به عنوان عناصر خالص یافت.
از اصلی ترین تفاوت بین این دو نوع این می باشد که در مواد آلی کربن وجود دارد ولی در مواد معدنی این ماده وجود ندارد. یکی دیگر از تفاوت های این دو نوع این است که مواد شیمیایی آلی مقاومت حرارتی بالایی برخلاف مواد شیمیایی معدنی دارند.
مواد شیمیایی خطرناک
قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی خطرناک می‌تواند سبب آسیب‌های جدی و یا حتی مرگ شود
مواد شیمیایی خطرناک عموماً مواد شیمیایی یا فلزاتی هستند که به دلیل خواص فیزیکی، خطرات آنی را به همراه دارند و می‌توانند به دلایل مختلف باعث آسیب جدی یا مرگ شوند. برخی از این مواد خطرناک با تماس ساده، صدماتی را ایجاد می‌کنند. در حالی‌که برخی دیگر می‌توانند در اثر واکنش شیمیایی با مواد دیگر باعث آسیب شوند.
انواع مواد شیمیایی خطرناک
مواد شیمیایی که خطرناک هستند را می‌توان به چهار دسته کلی دسته‌بندی کرد:
- مواد خطرناکی که مستقیما می‌توانند با یا بدون واکنش شیمیایی قبلی باعث آسیب شوند.
- مواد حساس به آب که با آب یا بخار واکنش می‌دهند و گرما یا گازهای قابل اشتعال و انفجار ایجاد می‌کنند.
- مواد اکسیدکننده‌ای که به طور خودبه‌خود یا با قرارگرفتن در معرض گرما، اکسیژن تولید می‌نمایند و خطر آتش‌سوزی و انفجار را افزایش می‌دهند.
- مواد سمی که با استنشاق، بلع یا جذب پوست باعث مسمومیت می‌گردند.
برخی از مواد شیمیایی نیز ممکن است به چند دسته تقسیم شوند و بنابراین خطرات بیشتری را به همراه دارند.
کاربردهای مواد شیمیایی
کاربرد مواد شیمیایی برخلاف تصوری که در اکثر اذهان عمومی شکل گرفته است نه تنها مضر نمی باشند بلکه می توانند حتی در ساختار بدن انسان نقش ویژه ای داشته باشند.
اگر واکنش شیمیایی نبود هرگز اشکی روی گونه های ما جاری نمی شد و هرگز احساس گرسنگی وجود نداشت. این علم شگفت انگیز به مطالعه ترکیب، ساختار و خصوصیات ماده و اثر متقابل آن با سایر مواد و انرژی می پردازد و تغییراتی که اشکال مختلف مواد در شرایط گوناگون به آن دچار می شوند را بررسی می کند.
کاربرد شیمی، مطالعه علمی درباره خواص و رفتار ماده است و به بررسی عناصر تشکیل‌دهنده ماده، ترکیبات متشکل از اتم‌ها، مولکول‌ها و یون‌ها، ساختار، خواص، رفتار و تغییراتی که در طی واکنش با سایر مواد متحمل می‌شوند می‌پردازد.
همچنین برهم‌کنش میان اتم‌ها و مولکول‌ها با پیوندهای شیمیایی و تشکیل ترکیبات جدید توسط علم شیمی بررسی و انجام می‌شود. تمام ترکیبات موجود حداقل دارای یکی از پیوندهای زیر است:
- یونی
- وان‌دروالسی
- کووالانسی
- هیدروژنی
لیست مهم ترین مواد شیمیایی
از جمله مواد شیمیایی مهمی که به آن می توان اشاره کرد عبارتند از:
| بی کربنات سدیم | هیدروکسید سدیم (Sodium hydroxide) |
| اسید سولفوریک (Sulfuric acid) | اسید نیتریک |
| مونو اتیلن گلیکول MEG | دی اتانول آمین (Diethanolamine) |
| کریستال ژیپسام (Crystal Gypsum) | تری اتانول آمین TEA |
| کانی سلستین | دی متیل دی سولفید (DMDS) |
| اسید بوریک (Boric Acid) | ماده پلیمری پلی اتیلن متالوسن (Metallocene Polyethylene) |
| متیلن کلراید (Methylene chloride) | پرکلرواتیلن (Perchloroethylene) |
| هیدروکسید پتاسیم (Potassium Hydroxide) | اسید کرومیک (CrH2O4) |
| پودر فوم کننده (Blowing Agent-OBSH) | ماده شیمیایی بوراکس (Borax) |
| هیدروکلریک اسید (HCl) | دیاتومیت (Diatomite) |
| کلسیم نیترات 2(Ca(No3 | اتانول 96 درصد (Ethanol 96%) |
| پلی اتیلن (PE) | تری اتیلن گلیکول (TEG) |
| سدیم نیتریت Sodium Nitrite | سدیم سولفیت Sodium Sulfite |
| ( فنول ) Phenol | امولسيفاير Emulsifier |
| صمغ گوار Guar Gum | باریت (Barite) |
نگهداری و نکات ایمنی مواد شیمیایی
برگه اطلاعات ایمنی مواد شیمیایی به اختصار SDS نامیده می‌شود
نگهداری مواد شیمیایی عبارت است از ذخیره کنترل شده این مواد خطرناک در فروشگاه های مواد شیمیایی ، کابینت های آزمایشگاه یا محل کار که اصول خاصی را جهت حفظ ایمنی می طلبد. نگهداری مواد شیمیایی بسته به مکان آن متفاوت است به‌عنوان مثال نگهداری مواد آزمایشگاهی در آزمایشگاه و نگه داری مواد در انبار شرایط متفاوت دارند.
هنگام تصمیم گیری درباره بهترین روش ذخیره سازی ، باید با کلاس خطر مواد شیمیایی (به عنوان مثال قابل اشتعال، گاز تحت فشار، اکسید کننده، مواد منفجره) و مشخصات ذکر شده در SDS آشنا باشید.
SDS به سرعت به شما خواهد گفت كه آیا این ماده شیمیایی باید در داخل یا خارج نگهداری شود، آیا لازم است از مواد دیگر (یا حتی نور) دور شود و چه مقدار تهویه لازم دارد.
اگر در محل کار خود مواد شیمیایی خطرناکی دارید به شدت ایمنی و بهداشت را در نگهداری این مواد شیمیایی رعایت کنید. کلیه موادی که قابل اشتعال، انفجار، خورنده، سمی، سرطان زا و یا در غیر این صورت خطرناک هستند باید به طور ایمن نگهداری شوند.
ذخیره نادرست مواد شیمیایی می‌تواند بسیار خطرناک باشد و به طور بالقوه می تواند باعث یک حادثه جدی شود. یک مکان ذخیره سازی ایمن باید در درجه اول از محل کار کارگران و دیگران دور باشد زیرا می تواند در اثر ریزش تصادفی یا واکنش شیمیایی حادثه ایجاد کند. همچنین به خاطر داشته باشید که هرگز مواد شیمیایی خطرناک را در مجاورت غذا و نوشیدنی نگهداری نکنید.
نگهداری ایمن مواد شیمیایی در آزمایشگاه یا انبار نیاز به دقت و بررسی دقیق دارد. استفاده صحیح از ظروف و تجهیزات آزمایشگاهی رایج بسیار مهم است. برای ذخیره ایمن مواد شیمیایی ، موارد زیر را انجام دهید:
- تمام ظروف شیمیایی را کاملاً برچسب گذاری کنید. ما توصیه می کنیم نام مالک یا کاربر را به همراه تاریخ دریافت روی ظرف یادداشت کنید.
- برای هر ماده شیمیایی یک فضای ذخیره سازی خاص فراهم کنید و پس از هر بار استفاده از بازگشت آن به محل اطمینان حاصل کنید.
- مواد سمی فرار و مواد شیمیایی معطر را در کابینت های تهویه دار نگهداری کنید. حتما برای راهنمایی های خاص با پرسنل بهداشت و ایمنی محیط زیست خود مشورت کنید.
- مایعات قابل اشتعال را در کابینت های نگهداری مایعات قابل اشتعال ذخیره کنید. مقدار کمی از این ترکیبات ممکن است در فضای باز ذخیره شود. برای محدودیت های مجاز با مقامات محلی خود (به عنوان مثال ، مأمور آتش نشانی) تماس بگیرید.
- تمام مواد شیمیایی به ویژه مایعات را بر اساس گروه های سازگار جدا کنید. تمام احتیاطات مربوط به ذخیره سازی مواد ناسازگار را دنبال کنید. یک نمودار سازگاری شیمیایی برای آزمایشگاه و اتاق‌های ذخیره مواد شیمیایی داشته باشید.
- از ظروف ثانویه و مقاوم مناسب برای مواد خورنده استفاده کنید. این‌ها از کابینت ها محافظت می کند و در اثر شکستگی مانع نشت می شوند.
- درب ظروف مواد شیمیایی را محکم ببندید تا از فرار بخارات جلوگیری شود.برای نگهداری مواد شیمیایی از یخچال های اختصاصی استفاده کنید. بر روی این یخچال ها برچسب نگهداری شیمیایی بزنید و هیچ ماده غذایی نباید در آن نگهداری شود.
- هرگز مایعات قابل اشتعال را در یخچال نگهداری نکنید، مگر اینکه به طور خاص برای چنین انبارهایی طراحی و تأیید شده باشد. برای نگهداری مواد قابل اشتعال فقط از یخچال های ضد انفجار (بدون جرقه) استفاده کنید.
اثرات زیست محیطی مواد شیمیایی
با افزایش تولید مواد شیمیایی، نگرانی های زیست محیطی نیز افزایش یافت. نیمه دوم قرن بیستم شاهد افزایش مقررات و ظهور شیوه های پایدار بود. صنایع شیمیایی با یافتن تعادلی بین برآوردن نیازهای جهانی و کاهش ردپای اکولوژیکی خود دست و پنجه نرم کردند.
نوآوری های مدرن
قرن بیست و یکم عصر جدیدی از نوآوری را آغاز کرد که نانوتکنولوژی و بیوتکنولوژی سهم قابل توجهی در تولید مواد شیمیایی داشتند. شیمی سبز، رویکردی که بر شیوه‌های پایدار و سازگار با محیط‌زیست تأکید دارد، شهرت یافت.
جهانی شدن تولید مواد شیمیایی
تولید مواد شیمیایی به یک امر جهانی تبدیل شد و زنجیره های تامین به هم پیوسته قاره ها را در بر می گرفت. تجارت مواد شیمیایی جزء لاینفک اقتصاد جهانی شد و بر پویایی ژئوپلیتیک و روابط بین‌الملل تأثیر گذاشت.
چالش ها و مناقشات
علیرغم کمک های آن، تولید مواد شیمیایی با چالش هایی از جمله نگرانی های بهداشتی و ایمنی برای کارگران و جوامع اطراف مواجه شده است. ملاحظات اخلاقی در مورد تأثیر برخی مواد شیمیایی بر محیط زیست و سلامت انسان بحث هایی را برانگیخته است.
آینده تولید مواد شیمیایی با پایداری و فناوری‌های پیشرفته شکل می‌گیرد. این صنعت در حال بررسی جایگزین‌های سبزتر و فرآیندهای کارآمدتر است، که ناشی از آگاهی روزافزون از مسائل زیست‌محیطی است.
نتیجه گیری
تاریخچه تولید مواد شیمیایی نشان دهنده نبوغ و سازگاری انسان می باشد. از کیمیاگری باستان تا پیچیدگی‌های فرآیندهای صنعتی مدرن، این سفر جوامع را متحول کرده و پیشرفت‌های فناوری را پیش برده است. تولید مواد شیمیایی یک موضوع ضروری باقی خواهد ماند و به طور مداوم در حال تکامل است تا نیازهای یک جهان در حال تغییر را برآورده کند.
خرید و فروش انواع مواد شیمیایی
شرکت راینه داران با دسترسی به منابع معتبر بین المللی، آمادگی کامل جهت تأمین، فروش و خرید مواد شیمیایی به طور پیوسته و با قیمت رقابتی را دارا می‌باشد.