toorained ja kemikaalid
Tooraine mõiste
Tooraine on naturaalses või pooltöödeldud olekus - ained, mida kasutatakse muude kaupade tootmise lähtepunktina. Need on tööstus- ja tootmisprotsesside peamised ehitusplokid. Neid materjale saab hankida erinevatest looduslikest allikatest, nagu maa, metsad ja põllud. Näiteks maagid on teatud tüüpi tooraine. Peamiselt raudoksiididest koosnevat rauamaaki kaevandatakse maapinnast. See on peamine tooraine raua jaterasest. Mitmete sulatus- ja rafineerimisprotsesside käigus muudetakse rauamaak rauaks ja seejärel töödeldakse seda mitmesugusteks terastoodeteks, mis on olulised ehituses, autotööstuses ja paljudes teistes tööstusharudes. Teine näide on põllumajandustooted. Nisu on laialdaselt - kasutatav tooraine. Seda korjatakse taludest ja seda saab töödelda jahuks, mida seejärel kasutatakse pagaritööstuses leiva, kookide ja muude küpsetiste valmistamiseks. Puuvill on ka oluline põllumajanduslik tooraine. See kedratakse lõngaks ja kootakse seejärel kangaks, mis on tekstiili- ja rõivatööstuse aluseks. Metsatooted, nagu palgid, on puidu- ja paberitööstuse tooraine. Palke saab saagida ehituseks saematerjaliks või töödelda paberi tootmiseks tselluloosiks.
Kemikaalide määratlus
Kemikaalid viitavad ainetele, mis on kas puhtad keemilised ühendid või segud, millel on erinevad keemilised omadused. Need võivad olla looduslikult esinevad või sünteetiliselt toodetud. Kemikaalid hõlmavad suurt hulka aineid, sealhulgas keemilisi ravimeid, keemilisi preparaate ja keemiatooteid. Näiteks happed ja alused on tavalised kemikaalide tüübid. Väävelhape ($$H_2SO_$$) on tugev hape, millel on lai kasutusala. Keemiatööstuses kasutatakse seda sellistes protsessides nagu väetiste, pesuvahendite ja värvainete tootmine. Seda kasutatakse ka nafta rafineerimisel. Naatriumhüdroksiidi (NaOH), tugevat alust, kasutatakse paberi, seepide ja pesuvahendite tootmisel. Samuti osaleb see mitmesugustes keemilistes reaktsioonides laborites ja tööstuslikes seadetes. Orgaanilised ühendid on veel üks oluline kemikaalide kategooria. Etanooli ($$C_2H_5O$$), levinud orgaanilist kemikaali, kasutatakse lahustina paljudes tööstusharudes, näiteks farmaatsia- ja kosmeetikatööstuses. Seda kasutatakse ka biokütusena. Erinevatest orgaanilistest polümeeridest valmistatud plastikut kasutatakse laialdaselt igapäevaelus alates pakkematerjalidest kuni tarbekaupadeni. Neid plastikuid toodetakse keemilise polümerisatsiooni protsessides, kasutades lähteainena monomeerematerjalid.
Nende eristamise tähtsus
Tooraine ja kemikaalide eristamine omab suurt tähtsust nii tööstuslikus tootmises kui ka igapäevaelus. Tööstuslikus tootmises on see eristamine otsustava tähtsusega mitmel põhjusel. Esiteks mõjutab see tootmisprotsesse. Toormaterjalid nõuavad sageli esialgseid töötlemisetappe, et muuta need vormiks, mida saab edasi kasutada. Näiteks tuleb toornafta, toorainet, rafineerida läbi keeruliste destilleerimis- ja krakkimisprotsesside naftatöötlemistehastes, et toota erinevaid keemiatooteid, nagu bensiin, diislikütus ja keemilised lähteained. Mõnda kemikaali saab seevastu kasutada keemilistes reaktsioonides ilma ulatusliku - eeltöötluseta. Teiseks mõjutab see eristamine kulude juhtimist. Tooraine maksumus on sageli seotud selliste teguritega nagu kaevandamis-, kaevandus- või viljeluskulud. Näiteks toorme vasemaagi hinda mõjutavad kaevandamise keerukus ja kaevanduste asukoht. Kemikaalidel seevastu on nende sünteesi, puhastamise ja valmistamisega seotud kulud. Nende kuluerinevuste mõistmine aitab ettevõtetel oma tootmiskulusid optimeerida. Kolmandaks on toote kvaliteet tihedalt seotud tooraine ja kemikaalide olemusega. Tooraine kvaliteet määrab lõpptoodete põhiomadused. Kvaliteetne - rauamaak annab kvaliteetse - terase. Kemikaalide puhul on puhtus ja konsistents üliolulised neid kasutavate toodete kvaliteedi ja toimivuse tagamiseks. Igapäevaelus on ohutuse ja õige kasutamise seisukohalt oluline ka toorainete ja kemikaalide eristamine. Näiteks puhastusvahendite käsitsemisel aitab tarbijatel neid õigesti kasutada teadmine, kas toimeained on toorainest - saadud ained või kemikaalid. Mõned puhastusvahendid sisaldavad tugevaid kemikaale, nagu valgendi (naatriumhüpoklorit), ja vale kasutamine võib põhjustada terviseriske, nagu nahaärritus või hingamisprobleemid. Toidu valmistamisel on toorainete, nagu värskete köögiviljade ja keemiliste lisandite (nagu säilitusained ja maitsetugevdajad) erinevuste tundmine toiduohutuse säilitamiseks ja tervislike toitumisvalikute tegemiseks hädavajalik.
Definitsioonid
Tooraine
Üldine määratlus
Tooraine on ained, mis on kas töötlemata või ainult eeltöödeldud ja mida kasutatakse muude kaupade tootmisel. Need on põhilised ehitusplokid erinevates tootmis- ja tööstusprotsessides. Näiteks maagid on maast kaevandatud tooraine. Näiteks rauamaak on terasetööstuses - peamine tooraine. See on kaevandamisel oma loomulikus olekus ja vajab täiendavat töötlemist raua ekstraheerimiseks ja kasutatavaks terasetoodeteks muutmiseks. Teine näide on puit, mida hangitakse otse metsast. Palke saab põhikujul kasutada ehituseesmärkidel, näiteks puitmajade ehitamisel, või neid saab töödelda mööbli valmistamiseks - saematerjaliks. Need ained on tootmisahela lähtepunktiks ja on olulised laia valiku - lõpptoodete loomiseks.
Tooraine tüübid
Metallimaagid: Need on mineraalid, millest saab metalle eraldada. Näiteks boksiit on alumiiniumi tootmise peamine tooraine. Boksiit on rikas alumiiniumoksiidi poolest ja mitme rafineerimisprotsessi käigus saadakse alumiinium. Alumiiniumi kasutatakse seejärel erinevates tööstusharudes, alates lennundusest ja kosmosetööstusest õhusõidukite osade tootmiseks tänu selle kergele ja suurele - tugevusomadusele kuni pakenditööstuseni purkide valmistamisel. Teine näide on vasemaak, näiteks kalkopüriit.Vaskon laialdaselt kasutusel elektrijuhtmestikus selle suurepärase elektrijuhtivuse tõttu.
Põllumajandustooted, nagu nisu, puuvill ja suhkruroog, on olulised toorained. Nisu on põhitoidusaak, kuid ka toiduainete - töötleva tööstuse tooraine. Sellest saab jahvatada jahu, millest valmistatakse leiba, makarone ja muid küpsetisi. Puuvill on tekstiilitööstuse tooraine. Kiud kedratakse lõngaks ja kootakse seejärel kangaks, mida kasutatakse rõivaste, voodilinade ja muude tekstiiltoodete valmistamiseks. Suhkruroogu kasutatakse suhkru tootmisel. Pärast ekstraheerimis- ja puhastusprotsesse kasutatakse suhkrut toidu- ja joogitööstuses alates karastusjookide magustamisest kuni maiustuste valmistamiseni.
Mineraalsed kütused, nagu kivisüsi, maagaas ja toornafta, on olulised toorained, eriti energia- ja keemiatööstuses. Kivisütt on sajandeid kasutatud energiaallikana elektri tootmisel ja terase - valmistamise protsessis koksi tootmisel. Maagaasi ei kasutata mitte ainult kütmiseks ja elektri tootmiseks, vaid ka mõnede keemiliste protsesside lähteainena. Toornafta on võib-olla nendest toorainetest kõige mitmekülgsem. See on lähtepunkt suure hulga toodete, sealhulgas bensiini, diislikütuse ja transpordiks kasutatava lennukikütuse tootmisele, samuti on see peamine keemiline tooraine plastide, sünteetiliste kiudude ja erinevate naftakeemiatoodete tootmisel.
Kemikaalid
Üldine määratlus
Kemikaalid on ained, mis tekivad keemiliste reaktsioonide käigus või osalevad keemilistes reaktsioonides. Neil on spetsiifiline keemiline koostis ja erinevad keemilised omadused. Need omadused määravad nende käitumise erinevates keemilistes protsessides ja nende rakendustes. Näiteks vesi ($$H_2$$) on lihtne keemiline ühend. Sellel on fikseeritud keemiline koostis, mis koosneb kahest vesinikuaatomist ja ühest hapnikuaatomist. Selle keemilised omadused, nagu võime lahustada paljusid aineid (mis muudab selle universaalseks lahustiks), kõrge soojusmahtuvus (mis aitab reguleerida Maa kliimat ja on oluline tööstuslikes jahutusprotsessides) ja roll erinevates keemilistes reaktsioonides muudavad selle oluliseks lugematutes rakendustes, alates elusorganismide bioloogilistest protsessidest kuni tööstusliku tootmiseni. Kemikaalid võivad olla nii looduslikud kui ka sünteetilised. Looduslike kemikaalide hulka kuuluvad sellised ained nagu õhus leiduv hapnik, mis on hingamise jaoks hädavajalik, ja maas leiduvad mineraalid. Sünteetilisi kemikaale seevastu loovad inimesed läbikeemilinesüntees, nagu paljud ravimid, plastid ja sünteetilised väetised.
Kemikaalide tüübid
Orgaanilised kemikaalid on ühendid, mis sisaldavad süsinikuaatomeid. Metanool ($$CH_3O$$) on lihtne orgaaniline kemikaal. Seda kasutatakse lahustina paljudes keemilistes protsessides, lähteainena formaldehüüdi tootmiseks (mida kasutatakse edaspidi plastide, vaikude ja liimide tootmisel) ning mõnel juhul ka alternatiivkütusena. Teine näide on etüleen ($$C_2H_$$), mis on naftakeemiatööstuse üks olulisemaid ehitusplokke. Sellest toodetakse polüetüleeni, mis on üks levinumaid plastikuid maailmas, mida kasutatakse pakendites, mänguasjades ja lugematutes muudes tarbekaupades.
Anorgaanilised kemikaalid ei sisalda süsiniku - vesiniksidemeid (välja arvatud mõned erandid, nagu karbonaadid ja tsüaniidid, mida peetakse endiselt anorgaanilisteks). Väävelhape ($$H_2SO_$$) on väga oluline anorgaaniline kemikaal. Seda kasutatakse suurtes kogustes väetisetööstuses fosfaat---põhiste väetiste tootmiseks. Seda kasutatakse ka metallitöötlemisel, näiteks peitsimisel, et eemaldada metallpindadelt rooste ja katlakivi. Naatriumkloriid ($$NaC$$), tavaline lauasool, on veel üks anorgaaniline kemikaal. Lisaks toidus kasutamisele kasutatakse seda keemiatööstuses kloori ja naatriumhüdroksiidi tootmiseks elektrolüüsi teel.
Peenkemikaalid on kõrge - väärtusega, spetsiaalseid kemikaale toodetakse suhteliselt väikestes kogustes. Näiteks farmatseutilised vahesaadused. Need on kemikaalid, mida kasutatakse farmaatsiaravimite sünteesil, kuid mis ei ole ise lõplikud ravimtooted. Näiteks võidakse teatud vaheühendit kasutada uue vähivastases - ravimis aktiivse koostisosa moodustamiseks. Vürtsid on ka peenkemikaalid. Selliseid ühendeid nagu vanilliin, mis annab vanillile iseloomuliku maitse, toodetakse ja kasutatakse toidu- ja joogitööstuses, et lisada maitset sellistele toodetele nagu jäätis, küpsetised ja joogid.
Keemilised toorained
Keemilised toorained on kemikaalide tootmisel kasutatavad põhiained. Neil on oluline roll tooraine ja kemikaalide mõiste ühendamisel. Sisuliselt on need lähtematerjalid, millest saadakse keerukamaid keemiatooteid. Näiteks on toornafta ülitähtis keemiatooraine. Mitmete rafineerimisprotsesside, nagu destilleerimine, krakkimine ja reformimine, abil saab toornafta muuta mitmesugusteks keemiatoodeteks. Bensiin, diislikütus ja petrooleum on mõned toornafta rafineerimisel saadavad kütusetooted. Lisaks saadakse toornaftast ka paljusid naftakeemiatooteid, nagu etüleen, propüleen ja benseen. Neid naftakeemiatooteid kasutatakse seejärel plastide, sünteetilise kummi ja sünteetiliste kiudude tootmiseks ehitusplokkidena. Teine näide on sool (naatriumkloriid). Sool on keemiline tooraine, mida kasutatakse kloori ja naatriumhüdroksiidi tootmiseks soolvee (soola veelahus) elektrolüüsi teel. Kloori kasutatakse PVC (polüvinüülkloriid) plastide tootmisel, samuti veetöötluses veevarude desinfitseerimiseks. Naatriumhüdroksiidil on palju rakendusi, sealhulgas seepide ja pesuvahendite tootmisel ning paberitööstuses -. Keemilised toorained on vundament, millele keemiatööstus on üles ehitatud, võimaldades luua tohutul hulgal keemiatooteid, mida me oma igapäevaelus kasutame, alates kodumaterjalidest ja tarbitavatest toodetest kunitehnoloogiaidmis juhivad kaasaegset ühiskonda.
Tootmine ja töötlemine
Tooraine tootmine
Tooraine tootmine algab sageli looduslikest allikatest kaevandamisega. Metallimaakide puhul algab protsess tavaliselt kaevandamisega. Näiteks rauamaagi kaevandamise puhul tehakse suuremahulisi - mastaabis avatud - kaevandamistöid või allmaakaevandusi. Avatud - kaevandamisel kasutatakse maaki sisaldava kivimi purustamiseks lõhkeaineid ning seejärel kasutatakse maagi eemaldamiseks ja maagi kaevandamiseks suuri pinnase - teisaldusseadmeid, nagu ekskavaatorid ja kallurautod. Kui rauamaak on kaevandatud, läbib see eeltöötluse, mis hõlmab tavaliselt purustamist ja sõelumist. Suur - suurusega maak purustatakse purustite abil väiksemateks tükkideks ja seejärel sõelutakse, et eraldada erineva suurusega - osakesed. See eeltöötlus muudab maagi sobivamaks edasiseks töötlemiseks sulatusfaasis raua eraldamiseks.
Põllumajandussaadused toorainena järgivad erinevat tootmisprotsessi. Võtke näiteks nisu. Esiteks valmistavad põllumehed mulla ette kündmise, äestamise ja väetiste lisamisega, et luua seemnete idanemiseks sobiv keskkond. Seejärel külvatakse nisuseemned ning kasvuperioodil kastetakse saaki ning kaitstakse seda kahjurite ja haiguste eest. Kui nisu saab täisküpseks, koristatakse seda kombainidega. Pärast koristamist nisu sageli kuivatatakse, et vähendada selle niiskusesisaldust säilitamiseks ja edasiseks töötlemiseks sobivale tasemele. See kuivatamisprotsess aitab vältida riknemist ladustamise ajal ja on oluline eeletapp enne nisu jahuks jahvatamist.
Loodusvarade, nagu puit, puhul algab tootmisprotsess puude valikust metsas. Raiemehed valivad hoolikalt puid, mis vastavad teatud kriteeriumidele, nagu liik, suurus ja kvaliteet. Seejärel langetatakse valitud puud ning eemaldatakse oksad ja lehed. Palgid veetakse metsast välja, tavaliselt veoautodega või mõnel juhul jõeparvega sobivate veeteedega piirkondades. Saeveskisse jõudnud palgid kooritakse ja seejärel lõigatakse vastavalt turu nõudmistele erineva suurusega saematerjaliks.
Kemikaalide tootmine
Keemilised reaktsioonid
Kemikaalide tootmine sõltub suuresti keemilistest reaktsioonidest. Üks levinumaid reaktsioone on süntees, kus kaks või enam ainet ühinevad, moodustades uue ühendi. Näiteks ammoniaagi ($$NH_$$) tootmisel reageerivad gaas lämmastik ($$N_$$) ja gaas vesinik ($$H_$$) kõrge rõhu all ja katalüsaatori juuresolekul vastavalt reaktsioonile: $$N_2 + 3H_2 \\rightleftharpoons 2NH_$$. See reaktsioon on ülioluline, kuna ammoniaaki kasutatakse laialdaselt väetiste tootmisel, mis on tänapäevase põllumajanduse jaoks hädavajalikud.
Samuti on olulised lagunemisreaktsioonid. Näiteks hapniku tootmisel mõnes tööstuslikus protsessis laguneb vesinikperoksiid ($$H_2O_$$) veeks ($$H_2$$) ja hapnikuks ($$O_$$) vastavalt reaktsioonile: $$2H_2O_2 \\paremnool 2H_2O+O_$$. Seda lagunemisreaktsiooni saab katalüüsida hapniku tootmise kiiruse suurendamiseks.
Teist tüüpi on nihkereaktsioonid. Vase kaevandamisel selle maagist võib tekkida nihkumisreaktsioon. Kui vase - sisaldav maak reageerib rauaga, võib raud vase ühendis välja tõrjuda. Näiteks kui vasksulfaat ($$CuSO_$$) reageerib rauaga ($$F$$), on reaktsioon $$Fe + CuSO_4 \\rightarrow FeSO_4+C$$. Seda reaktsiooni kasutatakse vase saamiseks puhtamal kujul.
Võtame väävelhappe tootmise kui - põhjalikuma näite. Väävelhapet toodetakse mitme - etapilise protsessi kaudu. Esiteks, kui lähteainena kasutatakse väävlit, põletatakse see hapniku juuresolekul vääveldioksiidiks ($$SO_$$): $$S + O_2 \\rightarrow SO_$$. Seejärel oksüdeeritakse vääveldioksiid edasi vääveltrioksiidiks ($$SO_$$) katalüsaatori, näiteks vanaadiumpentoksiidi ($$V_2O_$$) juuresolekul: $$2SO_2+O_2 \\xrightarrow[]{V_2O_5} 2SO_$$. Lõpuks absorbeeritakse vääveltrioksiid kontsentreeritud väävelhappes ja seejärel lahjendatakse veega, et saada soovitud kontsentratsioon väävelhapet. Neeldumisetapi reaktsioon on $$SO_3 + H_2SO_4 \\rightarrow H_2S_2O_$$ (oleum) ja seejärel $$H_2S_2O_7 + H_2O \\rightarrow 2H_2SO_$$.
Tootmisprotsessid
Kemikaalide tootmisel kasutatakse mitmeid levinud protsesse. Destilleerimine on laialdaselt kasutatav protsess. Näiteks toornafta rafineerimisel kasutatakse destilleerimist erinevate komponentide eraldamiseks nende keemistemperatuuri alusel. Toornafta kuumutatakse destilleerimistornis ning temperatuuri tõustes aurustuvad torni erinevatel tasanditel erinevad süsivesinikud. Kergemad süsivesinikud, nagu bensiin, aurustuvad madalamatel temperatuuridel ja kogutakse torni ülemisse ossa, samas kui raskemad komponendid, nagu diislikütus ja määrdeõlid, aurustuvad kõrgematel temperatuuridel ja kogutakse madalamal tasemel.
Kristalliseerimine on veel üks oluline protsess. Aastaltootminenäiteks merevee soolast aurustatakse kõigepealt merevesi, et suurendada soola kontsentratsiooni. Kui vesi aurustub, saavutab sool küllastuspunkti ja hakkab kristalliseeruma. Seejärel saab soolakristallid ülejäänud soolveest eraldada filtreerimise või tsentrifuugimisega. Seda protsessi kasutatakse merevee keerulisest segust puhta soola saamiseks.
Filtreerimist kasutatakse tahkete ainete eraldamiseks vedelikest või gaasidest. Näiteks ravimite tootmisel võib produkt pärast keemilist reaktsiooni olla segus reageerimata lähteainete, katalüsaatorite ja muude lisanditega. Filtreerimist saab kasutada tahkete lisandite eemaldamiseks, näiteks katalüsaatoriosakeste filtreerimiseks reaktsioonisegust. Olenevalt segu olemusest ja nõutavast eraldusastmest kasutatakse erinevat tüüpi filtreid, nagu paberfiltrid, membraanfiltrid või paagutatud metallfiltrid.
Ekstraheerimine on protsess, mida kasutatakse soovitud komponendi eraldamiseks segust sobiva lahusti abil. Looduslike toodete, näiteks eeterlike õlide ekstraheerimiseks taimedest kasutatakse lahustit, nagu heksaan või etanool. Taimne materjal leotatakse lahustis ja eeterlikud õlid lahustuvad lahustis. Seejärel eraldatakse lahusti - eeterlike õlide segu taimejääkidest ja lahusti eemaldatakse, tavaliselt destilleerimisega, et saada puhast eeterlikku õli.
Keemiliste toorainete roll tootmises
Keemiatootmise keskmes on keemiline tooraine. Need on lähteained, millest valmistatakse suur hulk keemiatooteid. Näiteks etüleen on ülioluline keemiline tooraine. See toimib ehitusplokina polüetüleeni tootmisel, mis on üks enim kasutatavatest plastidest. Polümerisatsioonireaktsiooni kaudu liidetakse etüleeni monomeerid ($$CH_2=CH_$$) kokku, moodustades polüetüleeni pikad - ahelaga polümeerid ($$(-CH_2 - CH_2 -)_$$). Polüetüleeni kasutatakse lugematutes rakendustes, alates pakkematerjalidest, nagu kilekotid ja -pudelid, kuni ehitusmaterjalideni, nagu torud.
Teine näide on benseen, mida kasutatakse keemilise toorainena paljude oluliste kemikaalide tootmisel. See on sünteetilise kiu nailoni sünteesi põhikomponent. Benseen läbib rea keemilisi reaktsioone, sealhulgas nitreerimist, redutseerimist ja polümerisatsiooni, et lõpuks toota nailon. Nailonit kasutatakse selle suure tugevuse ja vastupidavuse tõttu tekstiilitööstuses rõivaste valmistamisel, aga ka mitmesuguste tööstustoodete, nagu köied ja rehvid, valmistamisel.
Väetiste tootmisel on ammoniaak, mida toodetakse lämmastikust ja vesinikust (keemiline tooraine), põhiline keemiatooraine. Ammoniaagil saab täiendavalt reageerida teiste ainetega, et toota erinevat tüüpi väetisi. Näiteks võib see reageerida lämmastikhappega, tekitades ammooniumnitraati ($$NH_4NO_$$), mis on tavaliselt kasutatav lämmastik--põhine väetis. Need väetised on hädavajalikud taimede kasvuks vajalike toitainetega varustamiseks ja põllumajanduse tootlikkuse suurendamiseks. Keemilised toorained mängivad seega asendamatut rolli erinevate keemiatoodete tootmisel, mis on kaasaegseks eluks hädavajalikud, alates materjalidest, mida me igapäevaselt kasutame, kuni toodeteni, mis juhivad erinevaid tööstusharusid.
Rakendused
Tooraine rakendused
Toormaterjalid leiavad laialdast rakendust erinevates tööstusharudes, moodustades paljude toodete ja protsesside aluse. Ehitustööstuses on puit ja kivi põhilised toorained. Majade ehitamisel kasutatakse puitu, näiteks männi ja tamme. Seda kasutatakse raamimiseks, luues hoonet toetava konstruktsiooni. Puidu loomulik tugevus ja töödeldavus muudavad selle sobivaks näiteks seinte, põrandate ja katuste ehitamiseks. Kivi seevastu kasutatakse erinevatel eesmärkidel. Graniiti ja marmorit kasutatakse nende vastupidavuse ja esteetilise atraktiivsuse tõttu sageli hoonete tööpindade ja dekoratiivelementidena. Lubjakivi kasutatakse tsemendi tootmisel, mis on ülemaailmselt enimkasutatava ehitusmaterjali betooni põhikomponent.
Energiasektoris on kivisüsi ja maagaas üliolulised toorained. Kivisütt on sajandeid kasutatud elektri ja soojuse tootmiseks. Soojuselektrijaamades põletatakse kivisütt auru saamiseks, mis juhib generaatoritega ühendatud turbiine, mis toodab elektrit. Kuigi selle kasutamine on mõnes arenenud riigis keskkonnaprobleemide tõttu vähenenud, on sellel siiski oluline roll paljude arengumaade energiaallikate koostises. Maagaasi kasutatakse ka kodude ja ettevõtete kütmiseks. See on kivisöe ja naftaga võrreldes puhtam - põletav fossiilkütus. Lisaks kasutatakse maagaasi lähteainena mõnedes keemilistes protsessides, näiteks väetiste ja mõnede naftakeemiatoodete tootmisel.
Tekstiilitööstus sõltub suuresti toorainest, nagu puuvill. Puuvill on looduslik kiud, mis kedratakse lõngaks ja seejärel kootakse või kootakse kangaks. Puuvillast kangast kasutatakse selle hingavuse, pehmuse ja mugavuse tõttu rõivaste tootmisel laialdaselt. Seda kasutatakse T - särkide, teksade, aluspesu ja paljude muude rõivaste valmistamiseks. Puuvilla kasutatakse ka kodutekstiilide, näiteks voodilinade, käterätikute ja kardinate valmistamisel.
Kemikaalide rakendused
Tööstuses
Kemikaalid mängivad paljudes tööstusharudes olulist rolli. Keemiatööstuses endas on katalüsaatorid olulised kemikaalid. Näiteks Haberi - Boschi ammoniaagi tootmise protsessis kasutatakse raual - põhinevaid katalüsaatoreid. Need katalüsaatorid vähendavad aktiveerimisenergiat, mis on vajalik lämmastiku ja vesiniku vaheliseks reaktsiooniks ammoniaagi moodustumiseks, muutes protsessi tõhusamaks ja - kuluefektiivsemaks. Ammoniaaki kasutatakse omakorda väetiste tootmisel, mis on kaasaegses põllumajanduses põllukultuuride saagikuse suurendamiseks üliolulised.
Farmaatsiatööstuses kasutatakse ravimite komponentide sünteesimiseks kemikaale. Paljud ravimid on keerulised keemilised ühendid, mis tekivad rea keemiliste reaktsioonide kaudu. Näiteks hõlmab aspiriini süntees salitsüülhappe reaktsiooni äädikhappe anhüdriidiga katalüsaatori juuresolekul. Saadud atsetüülsalitsüülhape on aspiriini aktiivne koostisosa, mida kasutatakse laialdaselt valuvaigistina, palaviku alandajana ja - põletikuvastase ravimina.
Elektroonikatööstuses kasutatakse kemikaale erinevates protsessides. Näiteks pooljuhtide tootmisel kasutatakse selliseid kemikaale nagu ränidioksiid. Ränidioksiidi kasutatakse integraallülitustes isolaatorina. See aitab eraldada pooljuhtkiibil olevad erinevad komponendid, vältides soovimatute elektrivoolude liikumist nende vahel ja tagades elektroonikaseadme korraliku toimimise. Kemikaale kasutatakse ka söövitusprotsessides, mis loovad pooljuhtplaatidele keerukaid mustreid.
Autotööstuses kasutatakse kemikaale erinevate komponentide tootmisel. Keemilistest polümeeridest valmistatud plastikut kasutatakse autode sise- ja välisviimistluses. Näiteks kasutatakse polüpropüleeni kaitseraudade, armatuurlaudade ja siseviimistluse valmistamiseks. Need plastid on kerged, vastupidavad ja neid saab vormida erineva kujuga, vähendades sõiduki kaalu ja parandades kütusesäästlikkust. Kemikaale kasutatakse ka määrdeainete tootmisel, mis on hädavajalikud mootori ja muude autos liikuvate osade sujuvaks tööks.
Igapäevaelus
Kemikaalid on meie igapäevaelu lahutamatu osa, sageli toodetes, mida me kasutame, isegi teadvustamata nende keemilist olemust. Puhastusvahendites on pesuvahendid suurepärane näide. Pesuained sisaldavad pindaktiivseid aineid, mis on kemikaalid, mis alandavad vee pindpinevust, võimaldades veel tungida ja eemaldada mustus ja rasv tõhusamalt. Need sisaldavad ka muid kemikaale, näiteks ehitusaineid, mis aitavad vett pehmendada ja suurendavad pesuaine puhastusvõimet. Pleegid, teist tüüpi puhastusvahendid, sisaldavad kemikaale, nagu naatriumhüpoklorit või vesinikperoksiid, mis on tugevad oksüdeerivad ained, mis võivad eemaldada plekke ja tappa baktereid.
Toidu lisaained on kemikaalid, mida lisatakse toidule selle maitse, välimuse ja säilivusaja - parandamiseks. Säilitusaineid, nagu naatriumbensoaat ja kaaliumsorbaat, kasutatakse toidus mikroorganismide kasvu takistamiseks, mis pikendab selle säilivusaega -. Maitsetugevdajaid, nagu naatriumglutamaat (MSG), lisatakse toidule selle maitse parandamiseks. MSG interakteerub keele maitseretseptoritega, intensiivistades umami nime all tuntud soolast maitset.
Kosmeetika sisaldab ka laias valikus kemikaale. Parfüümid ja odekolonnid sisaldavad aromaatseid kemikaale, mis vastutavad nende meeldivate lõhnade eest. Need aromaatsed kemikaalid võivad olla looduslikud, näiteks taimedest ekstraheeritud eeterlikud õlid, või sünteetilised, mis on loodud keemilise sünteesi teel. Pigmente kasutatakse värvi lisamiseks kosmeetikas, nagu huulepulgad, lauvärvid ja jumestuskreemid. Näiteks titaandioksiid on levinud pigment, mida kasutatakse paljudes kosmeetikatoodetes. See annab valget värvi ja sellel on ka UV-kiirgust - blokeerivad omadused, mis võivad olla kasulikud päikesekaitsetoodetes ja mõnedes nahahooldustoodetes -.
Keemiliste toorainete tähtsus rakendustes
Keemilised toorained on ühenduslüliks põhiainete ja mitmesugustes rakendustes kasutatavate mitmesuguste kemikaalide vahel. Võtke näiteks metanool. Metanool on lihtne keemiline tooraine keemilise valemiga $$CH_3O$$. Energeetikasektoris saab metanooli kasutada alternatiivkütusena. Seda saab segada bensiiniga või kasutada otse mõnes mootoris, pakkudes traditsiooniliste fossiilkütustega võrreldes puhtamat - põlemisvõimalust.
Keemiatööstuses on metanool teiste kemikaalide tootmisel ülioluline lähteaine. Seda saab oksüdatsioonireaktsiooni kaudu muuta formaldehüüdiks. Formaldehüüdi kasutatakse seejärel plastide, vaikude ja liimide tootmisel. Näiteks uurea - formaldehüüdvaiku kasutatakse laialdaselt puitlaastplaatide ja vineeri tootmisel. Neid puidust - komposiitmaterjale kasutatakse ehitus- ja mööblitööstuses.
Metanooli saab kasutada ka äädikhappe tootmisel karbonüülimisreaktsiooni kaudu. Äädikhapet kasutatakse äädika tootmisel, kuid sellel on ka tööstuslikke rakendusi. Seda kasutatakse tselluloosatsetaadi tootmisel, mida kasutatakse sigaretifiltrite, fotofilmide ja teatud tüüpi tekstiilide valmistamisel.
Farmaatsiatööstuses saab metanooli kasutada mõnede ravimite sünteesimisel lahustina. See võib olla ka lähteaineks farmatseutiliste vaheühendite sünteesimisel, mida töödeldakse edasi lõplike ravimtoodete saamiseks. See näitab, kuidas ühest keemilisest toorainest nagu metanool saab muutuda erinevateks kemikaalideks, mis vastavad erinevate tööstusharude ja meie igapäevaelu vajadustele, rõhutades keemiliste toorainete tähtsust üldises keemia- ja tööstusökosüsteemis.
Erinevuste ja seoste sünteesimine
Erinevused
Kokkuvõttes on toorainetel ja kemikaalidel erinevad omadused. Tooraine on tootmisahela lähteained, sageli suhteliselt töötlemata või minimaalselt - töödeldud olekus. Neid hangitakse otse loodusest, nagu metallimaagid, põllumajandustooted ja loodusvarad, nagu puit. Nende peamine ülesanne on olla edasise töötlemise põhilised ehitusplokid. Näiteks rauamaak on tooraine, mis tuleb raua saamiseks sulatada, mida saab seejärel kasutada erinevates tootmisprotsessides.
Kemikaalid seevastu on spetsiifilise keemilise koostise ja omadustega ained, mida toodetakse sageli keemiliste reaktsioonide kaudu. Need võivad olla kas looduslikud või sünteetilised. Kemikaalid mängivad keemiliste protsesside hõlbustamisel üliolulist rolli ja neid kasutatakse paljudes rakendustes alates tööstuslikust tootmisest kuni igapäevaste - elutoodeteni. Näiteks väävelhape on kemikaal, mida kasutatakse paljudes tööstusprotsessides, sealhulgas väetiste tootmisel ja metallide töötlemisel.
Tootmise ja töötlemise osas kaevandatakse toorainet peamiselt looduslikest allikatest ja need läbivad eeltöötluse, nagu purustamine, sõelumine ja kuivatamine. Kemikaale toodetakse aga keeruliste keemiliste reaktsioonide ja tootmisprotsesside kaudu, nagu destilleerimine, kristallimine ja polümerisatsioon.
Ühendus (sealhulgas keemilised toorained)
Vaatamata erinevustele on toorained ja kemikaalid omavahel tihedalt seotud ning keemiatooraine on nende vahel põhilüli. Keemilised toorained on kemikaalide tootmise lähteained. Paljusid tooraineid saab pärast mõningast töötlemist kasutada keemilise toorainena. Näiteks toornafta on tooraine, mis on ka elutähtis keemiatooraine. Rafineerimisprotsesside kaudu saab seda muuta mitmesugusteks kemikaalideks, nagu bensiin, diislikütus ja naftakeemiatooted, nagu etüleen ja benseen. Neid naftakeemiatooteid kasutatakse seejärel plastide, sünteetiliste kiudude ja muude keemiatoodete tootmiseks.
Sool on veel üks näide. Toorainena saab seda kasutada keemilise toorainena kloori ja naatriumhüdroksiidi tootmisel elektrolüüsi teel. Kloori ja naatriumhüdroksiidi kasutatakse omakorda paljudes tööstusprotsessides ja muude kemikaalide tootmisel. See näitab, kuidas toorained muudetakse keemiliste toorainete vaheetapi kaudu mitmesugusteks kemikaalideks, mis on kaasaegse elu jaoks hädavajalikud. Nii toorained kui ka kemikaalid, mille sillana toimivad keemilised toorained, mängivad tööstuslikus tootmises ja majandusarengus asendamatut rolli, võimaldades luua tohutul hulgal tooteid, millele me igapäevaelus ja erinevates tööstusharudes tugineme.