De verschillende soorten fenol worden gebruikt als basis voor de vervaardiging van verschillende producten
Bewerkte en verkleinde afbeelding van Hans Reniers, is beschikbaar op Unsplash
U heeft waarschijnlijk wel eens gehoord van een stof die als fenol is geclassificeerd, of u hebt in ieder geval al gebruik gemaakt van een product dat is vervaardigd op basis van de groep fenolen. Maar kent u de kenmerken van deze elementen zeker? Weet u in welke producten ze worden aangetroffen? Mogelijk zullen de antwoorden op deze vragen verrassingen veroorzaken, aangezien fenolen zeer vaak voorkomen en in ons dagelijks leven meer aanwezig zijn dan we ons kunnen voorstellen.
Fenol (C6H6O) is een organische chemische verbinding waarvan ten minste één groep -OH (hydroxyl) rechtstreeks aan een benzeenring (aromatische ring) is gebonden. Ondanks dat het een -OH-groep heeft, wat een kenmerk is van de alcoholgroep, heeft fenol een andere aard, omdat het zuurder is dan een alcohol. De hydroxyl van fenol is de fractie die de zuurgraad bepaalt, terwijl de benzeenring zijn alkaliteit kenmerkt.
Fenolen kunnen worden verkregen uit zowel hernieuwbare als niet-hernieuwbare bronnen. De belangrijkste fysische kenmerken hebben betrekking op het smeltpunt (43 ° C) en het kookpunt (181,7 ° C), aangezien fenol kristalliseert in kleurloze prisma's wanneer het het smeltpunt bereikt en een karakteristieke geur heeft, licht scherp. En in gesmolten toestand is het een heldere, kleurloze en mobiele vloeistof. In vloeibare toestand kan het licht ontvlambaar zijn.
Het is ook belangrijk om te bedenken dat fenolen oplosbaar zijn in de meeste organische oplosmiddelen (aromatische koolwaterstoffen, alcoholen, ketonen, ethers, zuren, gehalogeneerde koolwaterstoffen, enz.), Terwijl ze in water een beperkte oplosbaarheid hebben. Bovendien zijn fenolen onverenigbaar met aluminium, magnesium en zink.
Andere namen die worden gebruikt om naar fenolen te verwijzen, zijn: carbolzuur, fenolzuur, fenylzuur, benzeen, hydroxybenzeen en monohydroxybenzeen.
Het verhaal van zijn ontdekking
Fenol is een natuurlijk bestanddeel dat wordt aangetroffen in koolteer (minerale steenkool) en was waarschijnlijk de eerste stof die (gedeeltelijk) werd geïsoleerd uit koolteer, al in 1834, door Friedlieb Ferdinand Runge, een Duitse apotheker, die dit bestanddeel noemde als Carbolzuur.
Steenkool, ook wel bitumineuze steenkool genoemd, is een hoogviskeuze en brandbare vloeistof die in de natuur kan worden verkregen in de vorm van minerale steenkool en bij de destillatie van olie. Teer daarentegen is een stof die wordt gemaakt door de destillatie van steenkool, beenderen en hout. Het is een stroperige vloeistof die wordt gevormd door tientallen chemicaliën die als kankerverwekkend of giftig worden beschouwd.
Maar het was in 1841 dat Auguste Laurent, een Franse chemicus, voor het eerst een 'puur' fenol kon bereiden. In zijn studies over de destillatie van koolteer en chloor kon Laurent de stoffen dichloorfenol en trichloorfenol isoleren, en beide wezen op het bestaan van fenol in zijn samenstelling.
Op deze manier kon Laurent voor het eerst een fenol isoleren en kristalliseren. Hij noemde deze verbinding fenolzuur of fenylzuur. Het gerapporteerde smeltpunt (tussen 34 ° C en 35 ° C) en het kookpunt (tussen 187 ° C en 188 ° C) kwamen sterk overeen met de momenteel bekende waarden (respectievelijk 43 ° C en 181,7 ° C) .
Fenol werd op het moment van zijn "ontdekking" veel gebruikt voor de behandeling van wonden, als antisepticum en als verdovingsmiddel. Dus, naast het meten van alleen de elementaire fysische eigenschappen, voerde Laurent ook een experiment uit door deze geproduceerde kristallen af te leveren aan verschillende mensen met kiespijn, om het effect van deze stoffen als mogelijke verlichter te testen. Het belangrijkste effect op pijn was nog onzeker, maar de meeste mensen die aan het experiment deelnamen, meldden dat de stof zeer agressief was voor de lippen en het tandvlees.
Daarom zijn fenolen vanaf de jaren 1840 tot heden het onderwerp van veel onderzoeken geworden en zijn ze buitengewoon belangrijk.
Waar het wordt gevonden
De chemie van fenolen heeft de afgelopen twee eeuwen grote belangstelling gewekt en blijft tot op de dag van vandaag de aanzet geven tot studies en onderzoek. De verbindingen die deel uitmaken van deze functionele groep hebben onmisbare toepassingen in ons dagelijks leven. Op deze manier omvat de groep fenolen chemische elementen die op grote wereldwijde schaal worden geproduceerd en verschillende toepassingen hebben.
Ze worden voornamelijk gebruikt voor de productie van fenolharsen (reactie tussen een fenol en een aldehyde), die op hun beurt worden gebruikt door de multiplex-, civiele bouw-, lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en apparatenindustrie (lees meer in: "Begrijp wat zijn fenolharsen "). Bisfenol A is dan het tweede belangrijkste product dat wordt gegenereerd uit fenolen (reactie tussen een fenol en aceton) en is een tussenproduct bij de productie van epoxyharsen, kunststofverbindingen, kleefstoffen, onder andere (zie meer in: " Ken de soorten bisfenol en hun risico's ').
Fenolen kunnen ook worden omgezet in alkylfenolen en nonylfenolen, die worden gebruikt als oppervlakteactieve stoffen (of oppervlakteactieve stoffen), emulgatoren, synthetische detergentia, antioxidanten <, smeerolietoevoegingen en parfums en cosmetica (beter te begrijpen door middel van het onderwerp 'Geëthyleerde nonylfenolen en nonylfenolen') , aanwezig in verschillende cosmetische en farmaceutische artikelen, zijn potentieel gevaarlijk ").
Naast de reeds genoemde toepassingen worden fenolen ook gebruikt bij de vervaardiging van triclosan, kunststoffen, weekmakers, speelgoed, polycarbonaten, nylon, aniline-insecticiden, explosieven, verven en vernissen, ontsmettingsmiddelen, polyurethanen, houtconserveringsmiddelen, herbiciden, remmers, pesticiden en als grondstof voor de productie van sommige medicijnen (zoals pijnstillers en druppels voor het verlichten van oor- en neuspijn).
Fenolen kunnen ook afkomstig zijn uit natuurlijke bronnen en een voorbeeld hiervan is te zien in fenolen die worden gewonnen uit de destillatie van bloembladen en bladeren van planten, die veel worden gebruikt in de voedingsindustrie. Vanilline is de vanille-essence die wordt gebruikt in onder meer snoep, ijs, cakes; thymol is de essentie van tijm, ook gebruikt in de voedselproductie - beide gewonnen uit fenolen.
Risico's voor gezondheid en milieu
Het wijdverbreide gebruik van deze chemicaliën door verschillende industrieën kan risico's opleveren voor de menselijke gezondheid en het milieu.
Mensen kunnen aan fenol worden blootgesteld door vervuilde lucht in te ademen of door contact met de huid, meestal op de werkplek. Een andere manier van blootstelling aan fenolen is het gebruik van geneesmiddelen die fenol bevatten (zoals oor- en neusdruppels, keeltabletten, pijnstillers en antiseptische lotions).
Fenolen zijn extreem irriterend voor de huid, ogen en slijmvliezen van mensen, bij inademing of bij direct contact. De nadelige effecten en symptomen van toxiciteit die bij mensen kunnen worden veroorzaakt, zijn onregelmatige ademhaling, spierzwakte en tremoren, verlies van coördinatie, toevallen, coma en ademhalingsstilstand in dodelijke doses, afhankelijk van de grootte van de geabsorbeerde dosis.
De gedispergeerde fenolen vormen ook ernstige risico's voor het milieu. In het huidige scenario van immense industriële productie heeft de natuur het moeilijk gehad om alle chemische elementen die van nature en kunstmatig in ecosystemen worden gedumpt, succesvol af te breken en te absorberen. Een van de grootste moeilijkheden van vandaag is dus om de bestaande waterbronnen, zowel boven als onder de grond, goed te behouden.
De fenolische chemische verbindingen worden, omdat ze verbindingen zijn met lage productiekosten en hoge efficiëntie voor verschillende toepassingen, in industriële, agronomische en huishoudelijke toepassingen, in grote hoeveelheden gebruikt door verschillende industriële segmenten.
De vluchtigheid en oplosbaarheid van fenolen in water geven aanleiding tot verontreinigingsproblemen in drinkwater, waardoor hun smaak- en geureigenschappen veranderen, zelfs bij lage niveaus. Fenolen zijn dus een van de meest voorkomende verontreinigende stoffen in industriële processen, waardoor het mogelijk en haalbaar is om de mate van vervuiling van rivieren te kennen door hun aanwezigheid daarin te onderzoeken.
Verwijdering en alternatieven
Omdat ze in grote hoeveelheden worden geproduceerd, worden fenolen als afvalwater uit verschillende industrieën geloosd en komen ze rechtstreeks in het milieu terecht of worden ze naar het openbare rioolwaterinzamelnetwerk geleid.
Er zijn alternatieven nodig om deze stoffen volledig uit het water te halen en zo een kwaliteit te garanderen die zorgt voor een gezonde consumptie. De bioremediatietechniek lijkt een intelligent en veelbelovend voorstel. Deze techniek bestaat uit het gebruik van micro-organismen bij de afbraak, reductie, eliminatie en omzetting van ongewenste chemicaliën in de bodem, sedimenten of vervuild water.
Het gebruik van bioremediatie in vervuild water zou belangrijk blijken te zijn omdat het een goedkoper en efficiënter waterzuiveringsproces is, dat tegenwoordig wordt uitgevoerd waarbij de kosten variëren naargelang de gewenste mate van ontsmetting.
Van de alternatieven die voor de consument beschikbaar zouden zijn, is het belangrijk om de voorkeur te geven aan producten die afkomstig zijn van natuurlijke en hernieuwbare bronnen, in plaats van niet-hernieuwbare bronnen, zoals olieproducten.
Geef dus met betrekking tot cosmetica de voorkeur aan natuurlijke cosmetische producten. In Brazilië zijn natuurlijke cosmetica gecertificeerd en volgen ze de kwaliteitsnormen van IBD-certificeringen en Ecocert. Probeer ook de ecologische schoonmaakproducten die op de markt zijn te kennen en te testen. Geef altijd de voorkeur aan producten met een keurmerk.
