مواد شیمیایی به موادی اطلاق می‌شود که نمی‌توانند بدون شکستن پیوندهای شیمیایی به اجزاء دیگری تجزیه شوند. از این‌رو دارای حجم و جرم مشخصی بوده و ترکیبات یا ویژگی‌های ثابتی دارند. این مواد که از بنیادی‌ترین عناصر علم شیمی هستند، کاربردهای گسترده‌ای داشته و در ساخت مواد صنعتی مختلفی از شوینده‌های خانگی و مواد نگهدارنده خوراکی گرفته تا داروها یافت میشوند. اگر قصد کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع و کاربردهای مختلف این عناصر شیمیایی دارید، با ما همراه باشید تا اطلاعات مفیدی را در این زمینه در اختیارتان قرار دهیم.
مواد شیمیایی چیست؟
این‌گونه مواد معمولا به شکل عناصر شیمیایی، ترکیبات شیمیایی، یون‌ها و آلیاژها یافت میشوند. به‌طوری‌که از ذرات یکسانی همچون اتم‌ها یا مولکول‌های که خواص شیمیایی مشابهی دارند تشکیل شده‌اند. البته عناصر یا ذرات تشکیل دهنده این مواد را به راحتی و با روش‌های فیزیکی نمی‌توان از یکدیگر جدا نمود. با‌این‌حال، بسیاری از عناصر طبیعی پایدار نبوده و پس از شرکت در واکنش‌های شیمیایی، ترکیبات جدیدی را ایجاد می‌کنند.
لازم به ذکر است که ترکیبات به دست آمده دارای خواص منحصر به فردی هستند که آنها را از مواد اولیه و سایر ترکیبات مشتق شده متمایز می‌کند. بهعنوان مثال وقتی دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن واکنش می‌دهند، آب تولید می‌شود. اما اگر همین عناصر در شرایط متفاوتی قرار بگیرند، ممکن است هیدروژن پراکسید را تولید کنند که کاربردهای کاملاً متفاوتی دارد.
طبقه بندی مواد شیمیایی
این مواد که از اجزای بنیادی علم شیمی هستند، در طبقه‌بندی‌های گسترده‌ای، بر اساس فاکتورهایی همچون نوع واکنش شیمیایی، کاربردهای مصرفی، میزان اسیدی یا بازی بودن قرار می‌گیرند. اما یکی از مهم‌ترین و رایج‌ترین تقسیم‌بندی این مواد، بر اساس حالت ظاهری آنها است. بر این اساس مواد شیمیایی به سه دسته اصلی جامد، مایع و گاز تقسیم میشوند. البته حالت چهارمی هم به نام پلاسما نیز وجود دارد که تحت شرایطی خاص و در آزمایشگاه‌ها ایجاد می‌شود و در دسترس تمامی افراد قرار ندارد.
باید بدانید که هر یک از این حالت‌ها، متناسب با میزان و درصد خلوصی که دارند، به صورت صنعتی، آزمایشگاهی، غذایی و دارویی تولید و به شیوه‌های مختلف در اختیار استفاده‌کنندگان قرار می‌گیرند. رزین‌ها، مواد افزودنی، سیلیکون‌ها، پلیمرها، پلی الکترولیت‌ها، حلال‌ها، روغن‌ها، چسب و موم نمونه‌هایی از این مواد به شمار می‌روند.
مواد شیمیایی طبیعی
این نوع از عناصر شیمیایی به موادی اطلاق میشوند که به طور طبیعی و بدون دخالت انسان در محیط زیست یافت میشوند. در واقع این مواد از منابع طبیعی مانند گیاهان و عناصر موجود در زمین، توسط ارگانیسم‌های زنده تولید می‌گردند. لازم به ذکر است که معمولاً این نوع مواد طبیعی ایمن بوده و در صنایع مختلفی نظیر تولید محصولات غذایی، آرایشی و بهداشتی یا تولید انواع مکمل‌های غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته به عنوان نمونه‌هایی از این نوع مواد می‌توان به فلزاتی همچون مس، آهن، الیاف طبیعی همچون پنبه، ابریشم و پشم اشاره کرد.
مواد شیمیایی مصنوعی
این نوع از مواد، در آزمایشگاه‌ها به‌طور صنعتی تولید میشوند و از ترکیب مواد طبیعی شیمیایی به وجود می‌آیند. به عنوان نمونه می‌توان به تولید فلز برنز که از مس و قلع ساخته می‌شود، اشاره نمود. این ترکیب حدود ۵۰۰۰ سال پیش به وجود آمده و به دلیل انعطاف‌پذیری بالا در ساخت انواع زره و اسلحه به کار می‌رفته است.
انواع مواد شیمیایی
دسته‌بندی مهم دیگری که برای مواد شیمیایی می‌توان در نظر گرفت، مواد آلی و معدنی است. به‌طورکلی هر کدام از موادی که در این دو گروه قرار می‌گیرند ویژگی‌ها و خواص مخصوص به خود را دارند و می‌توانند در فرایندهای مشخص، مورد استفاده قرار بگیرند. در ادامه دقیق‌تر به معرفی آنها می‌پردازیم.
مواد شیمیایی آلی
مواد آلی به ترکیبات شیمیایی اطلاق می‌شود که حاوی کربن بوده و به‌طور طبیعی در بدن موجودات زنده از طریق فرایندهای بیولوژیکی تولید میشوند. در واقع مواد آلی عمدتاً از عناصر اصلی مانند کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، فسفر و گوگرد تشکیل شده و بهعنوان وسیع‌ترین دسته از ترکیبات شیمیایی شناخته میشوند.
لازم به ذکر است که این ترکیبات گروه وسیعی از مواد همچون کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، چربی‌ها، اسیدهای آمینه و الکل‌ها را در بر می‌گیرند. علاوه بر آن به دلیل ساختار پیچیده و قابلیت واکنش‌پذیری بالاتر نسبت به مواد معدنی، نقش حیاتی در فرآیندهای زیستی ایفا می‌کنند. از طرفی به عنوان یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این ترکیبات، می‌توان به توانایی ایجاد ارتباطات پیچیده و ساختارهای متنوعی از عناصر شیمیایی دیگر اشاره نمود.
مواد شیمیایی معدنی
مواد معدنی ترکیباتی هستند که از عناصر غیر فلزی و فلزی تشکیل شده و به طور طبیعی در زمین یافت میشوند. این ترکیبات که شامل انواع مختلفی از مواد مانند سنگ‌ها، کانی‌ها، زغال‌سنگ، فسفات‌ها و فلزات گرانبهایی نظیر طلا، نقره و مس میشوند، به دلیل ویژگی‌های خاص فیزیکی و شیمیایی خود، در صنایع متنوعی از جمله ساختمان‌سازی، فلزی‌کاری، کشاورزی و پزشکی کاربرد دارند.
همچنین با توجه به این‌که موادی همچون زغال‌سنگ، نفت و گاز طبیعی در این دسته قرار می‌گیرند، می‌توان گفت این مواد شیمیایی نقش حیاتی در تأمین انرژی نیز ایفا می‌کنند. علاوه بر آن وجود برخی مواد معدنی در صنایع پیشرفته‌ای مانند الکترونیک بسیار حائز اهمیت بوده و فقدان آنها، تولید تکنولوژی‌های مدرن را با چالش‌های مختلفی مواجه می‌کند.
حلال ها
حلال‌ها موادی هستند که برای رقیق سازی مواد جامد و انحلال آنها به کار می‌روند. در حال حاضر این مواد در صنایع مختلفی کاربرد دارند و نقش به‌سزایی در انجام فرایندهای شیمیایی ایفا می‌کنند. بهعنوان مثال اسید سولفوریک در صنعت پالایش نفت و تولید باتری‌ها استفاده می‌شود. در حالی‌که حلال‌های معدنی در تولید محصولاتی مانند رنگ‌های اسپری که به سرعت خشک میشوند، جوهرهایی که لک نمی‌زنند و پاک‌کننده‌های قوی برای سطوح سخت مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین شناخت ویژگی‌ها و کاربردهای این حلال‌ها برای پیشرفت در صنایع مختلف و بهبود کیفیت محصولات از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
افزودنی ها
افزودنی‌ها نیز از جمله مواد یا ترکیبات شیمیایی هستند که نقش حیاتی در بهبود کیفیت و افزایش زمان ماندگاری محصولات مختلف از جمله مواد غذایی، چسب‌ها، آلیاژها، داروها ایفا می‌کنند. در واقع این مواد به فرآیندهای صنعتی در مراحل تولید اضافه میشوند و سه وظیفه اصلی آنها پرکنندگی، پایدارکنندگی و بهبود دهندگی ترکیبات شیمیایی است. بنابراین با استفاده از مواد افزودنی مناسب، می‌توان خواص فیزیکی و شیمیایی محصولات را بهینه‌سازی کرده و عمر مفید آنها را افزایش داد.
اسید ها و باز ها
اسیدها و بازها از جمله مواد یا عناصر شیمیایی هستند که نقش به‌سزایی در انجام فرایندهای شیمیایی دارند. در واقع این واکنش، نوعی واکنش شیمیایی بوده که در آن یک اسید و یک باز با یکدیگر تعامل کرده و محصول جدیدی را تولید می‌کنند. لازم به ذکر است که وجود این مواد شیمیایی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، بیولوژیکی و محیطی نقش حیاتی را برعهده دارند.
به عنوان مثال آمونیوم پرسولفات به عنوان یک عامل اکسیدکننده، در فرآیند مختلف شیمی پلیمر، همچون یک پاکسازی یا سفیدکننده عمل می‌کند. همچنین زاج سفید یا سولفات آلومینیوم ۱۷درصد، یکی از رایج‌ترین نمک‌ها است که به دلیل قدرت جذب بالای آب و خاصیت اسیدی شدیدی که دارد، نقش مهمی در واکنش‌های شیمیایی خواهد داشت.
به‌طورکلی اسیدها و بازها از عناصر بنیادین شیمی بوده و کاربردهای گسترده‌ای در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و روزمره دارند. این واکنش‌ها که به عنوان تعاملات شیمیایی بین اسیدها و بازها تعریف می‌گردند شامل موارد زیر میشوند:
- تنظیم pH
یکی از مهم‌ترین کاربردهای واکنش‌های اسید و باز، تنظیم pH محلول‌ها در صنایع مختلف است. باید بدانید که pH معیاری برای سنجش میزان اسیدی یا بازی بودن یک محلول بوده و کنترل آن، در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی، حائز اهمیت است. (کاغذ ph)
- بازیافت فلزات
واکنش‌های اسید و باز برای استخراج و بازیافت فلزات از سنگ‌های معدنی کاربرد دارند. در واقع در صنایع معدنی و متالورژی، این واکنش‌ها برای جداسازی فلزات از ترکیبات ناخواسته آنها انجام می‌ِشوند.
- تولید نمک‌ها
نمک‌ها محصولات نهایی واکنش‌های اسید و باز بوده و در تولید مواد شوینده، صنایع غذایی، داروسازی و سایر محصولات شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- سیستم‌های بافری
سیستم‌های بافری که توانایی حفظ pH ثابت را دارند، از ترکیب اسیدها و بازها تشکیل میشوند. این سیستم‌ها در فرآیندهای بیولوژیکی و صنایع شیمیایی مختلف برای جلوگیری از تغییرات ناگهانی pH استفاده میشوند.
کاربرد مواد شیمیایی در صنایع مختلف
مواد شیمیایی صنعتی، عناصر اساسی در فرآیندهای تولیدی صنایع مختلف هستند که به طور گسترده‌ای در تولید محصولات متنوع، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد شامل طیف وسیعی از ترکیبات مانند پلاستیک‌ها، رنگ‌ها، مواد پتروشیمیایی، حلال‌ها و آلیاژها میشوند و طراحی آنها به گونه‌ای است که بتوانند در فرآیندهای بزرگ صنعتی به کار روند. ویژگی‌هایی همچون پایداری، خلوص و قابلیت استفاده در شرایط مختلف فیزیکی و شیمیایی از جمله معیارهای کلیدی در انتخاب این مواد به شمار می‌روند.
لازم به ذکر است که تولید عناصر شیمیایی صنعتی برخلاف ترکیبات شیمیایی آزمایشگاهی به هدف ایجاد محصولاتی باکیفیت‌تر و بهینه‌سازی فرآیندهای تولید صورت می‌گیرد. در واقع عناصر شیمیایی آزمایشگاهی، جهت انجام تحقیقات علمی دقیق طراحی شده‌اند و دارای خلوص بالاتر و در اندازه‌های کوچکتر هستند. این مواد شامل حلال‌ها، محلول‌های استاندارد و مواد مرجع بوده و نقش حیاتی در ایجاد اطمینان در دقت نتایج آزمایش‌هایی به دست آمده دارند. در ادامه مطلب به شرح موارد استفاده از مواد صنعتی شیمیایی، در صنایع مختلف خواهیم پرداخت.
غذایی
این مواد به بهبود کیفیت، طعم و ماندگاری محصولات غذایی کمک می‌کنند و نقش کلیدی در فرآیندهای تولید دارند. یکی از نمونه‌های بارز این مواد اسید سیتریک است که به عنوان یک اسید خوراکی در نوشابه‌ها و دیگر محصولات غذایی کاربرد دارد. این اسید آلی به طور طبیعی در میوه‌هایی مانند پرتقال و لیموشیرین یافت می‌شود و به تنظیم pH و ایجاد طعم ترش محصولات غذایی هم کمک می‌کند. نیترات‌ها نیز از دیگر مواد مهم در صنایع غذایی هستند که برای افزایش زمان نگهداری و جلوگیری از فساد مواد غذایی به کار می‌روند. یکی دیگر از این مواد خوراکی تورین نام دارد که در نوشابه‌های انرژی‌زا یافت می‌شود. در واقع افزودن این ماده به مواد غذایی به کاهش کلسترول و فشار خون کمک کرده و عملکرد بافت چربی بدن را تنظیم می‌کند.
دارویی و پزشکی
ترکیبات یا مواد شیمیایی آزمایشگاهی مورد استفاده در داروها از حساسیت و اهمیت بالایی برخوردار هستند، زیرا هرگونه خطا در تولید و ترکیب آنها باهم، می‌تواند عواقب جدی و جبران‌ناپذیری برای سلامتی انسان‌ها به همراه داشته باشد. این مواد نه تنها باید خاصیت درمانی و دارویی داشته باشند، بلکه باید از نظر خوراکی نیز مناسب بوده و مصرف آنها بدون خطر باشد. از جمله مواد پرکاربرد در ساخت داروها می‌توان به اسیدها، بازها، اترها، هالیدها، اسیدهای آمینه و نمک‌های معدنی اشاره کرد.
کشاورزی
در حال حاضر با گسترش استفاده از ترکیبات شیمیایی در صنایع مختلف، مواد متنوعی برای نگهداری غلات و محصولات کشاورزی به کار می‌روند. همچنین ترکیبات گوناگونی از این مواد هم برای تولید کودهای شیمیایی و آفت‌کش‌ها، جهت افزایش بهره‌وری بیشتر از محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. (سولفات آلومینیوم در کشاورزی)
کاغذسازی
یکی از کاربردهای مهم عناصر و ترکیبات شیمیایی در صنعت کاغذسازی است. در واقع استفاده از این مواد در صنعت کاغذسازی، عامل کلیدی در بهبود کیفیت و کارایی محصولات تولید شده به شمار می‌رود. این مواد نه تنها به افزایش دوام و مقاومت کاغذ کمک می‌کنند، بلکه فرآیندهای تولید را تسریع و هزینه‌ها را کاهش می‌دهند. از طرفی ویژگی‌های خاصی همچون ضدآب بودن و مقاومت در برابر حرارت که به کاغذ افزوده میشوند هم به کمک ترکیبات شیمیایی اضافه شده به مواد اولیه تولید کاغذ ایجاد می‌گردند.
به‌طورمثال نشاسته صنعتی یک ماده افزودنی کلیدی در این فرآیند است که وجود آن منجر به تقویت ساختار کاغذ و مقواهای بسته‌بندی مانند کیسه‌ها و جعبه‌های کاغذی می‌شود. همچنین akd مایع هم یک ماده پلیمری جدید است که با ترکیب شدن به مواد اولیه کاغذ، ویژگی‌های مقاومتی آن را در برابر جذب آب و رطوبت بهبود می‌بخشد.
علاوه بر آن مواد شیمیایی دیگری همچون کائولین، پلی آلومینیوم کلراید، دی اکسید تیتانیوم، سدیم هیدروکسید یا سود پرک و اوره فرمالدهید، از جمله مهم‌ترین ترکیبات به کار رفته در صنعت کاغذسازی هستند. به‌طوری‌که هر کدام قابلیت‌های متفاوتی داشته و استفاده از آن به بهبود کیفیت و عملکرد کاغذ کمک می‌کند.
شوینده
در دنیای امروز، مواد شوینده نقش حیاتی در پاکسازی و بهداشت زندگی روزمره افراد ایفا می‌کنند. اما بدون دخالت مواد و عنصر شیمیایی در فرایند تولید آنها، این محصولات نمی‌توانند ترکیبات مؤثری را برای از بین بردن آلودگی‌ها ایجاد کنند. برای مثال صابون که یکی از پرکاربردترین شوینده‌ها است، از ترکیبات شیمیایی مانند گلیسیرین، اسیدهای چرب و نمک سدیم تولید می‌شود. همچنین بوراکس هم یکی دیگر از عناصر شیمیایی مهم در تولید مواد شوینده است که بهعنوان تقویت‌کننده شوینده لباس و ضدعفونی کننده طبیعی عمل می‌کند.
مواد شیمیایی با تدارک صنعت کاغذ کرمان
در این مقاله به بررسی انواع مواد و ترکیبات شیمیایی و کاربردهای آنها پرداخته‌ایم تا شما را با این حوزه مهم آشنا کنیم و اطلاعات مفیدی را در اختیارتان قرار دهیم. لازم به ذکر است که مواد و عناصر شیمیایی از جمله اجزای اساسی و بنیادی در تولید محصولات مختلف صنعتی هستند و نقشی کلیدی در توسعه صنایع مختلف دارند. اما باید توجه نمایید که کار با این ترکیبات شیمیایی به دانش، تجهیزات و تجربه کافی نیاز دارد تا در نهایت منجر به توسعه صنعتی و بهبود فرایند تولید گردد.
در پایان، شرکت تدارک صنعت کاغذ کرمان با سال‌ها تجربه و تخصص در صنعت سلولزی، همواره در تلاش بوده تا بهترین و مرغوب‌ترین مواد شیمیایی، ماشین‌آلات و ملزومات را برای تولیدکنندگان این عرصه فراهم کند. این شرکت با تمرکز بر دانش فنی روز و همکاری با برندهای معتبر جهانی، نه تنها نیازهای واحدهای تولیدی به مواد اولیه با کیفیت را برطرف می‌کند، بلکه با ارائه خدمات مشاوره‌ای تخصصی، به بهبود و توسعه فناوری تولید محصولات سلولزی در کشور نیز کمک شایانی می‌نماید. تأمین مواد شیمیایی تراز اول دنیا، تعهد این شرکت به ارائه بهترین‌ها به صنعت سلولزی کشور است. برای کسب اطلاعات بیشتر با تماس بگیرید.
