Berbagai jenis fenol digunakan sebagai asas pembuatan pelbagai produk
Gambar Hans Reniers yang diedit dan diubah saiznya, boleh didapati di Unsplash
Anda mungkin pernah mendengar tentang bahan yang dikelaskan sebagai fenol, atau sekurang-kurangnya, anda telah menggunakan produk yang dihasilkan berdasarkan kumpulan fenol. Tetapi adakah anda tahu pasti ciri-ciri unsur-unsur ini? Adakah anda tahu produk apa yang mereka dapati? Mungkin jawapan untuk soalan-soalan ini akan menimbulkan kejutan, kerana kejadian fenol sangat biasa dan, ia lebih banyak terdapat dalam kehidupan seharian daripada yang kita bayangkan.
Phenol (C6H6O) adalah sebatian kimia organik yang mempunyai sekurang-kurangnya satu kumpulan –OH (hidroksil) yang melekat terus pada cincin benzena (cincin aromatik). Walaupun mempunyai kumpulan -OH, yang merupakan ciri kumpulan alkohol, fenol mempunyai sifat yang berbeza, lebih berasid daripada alkohol. Hidroksil fenol adalah pecahan yang menentukan keasidannya, sementara cincin benzena mencirikan kealkaliannya.
Fenol boleh didapati dari sumber yang boleh diperbaharui dan yang tidak boleh diperbaharui. Ciri fizikal utamanya merujuk kepada titik lebur (43 ° C) dan takat didih (181.7 ° C), memandangkan ketika mencapai titik lebur, fenol mengkristal dalam prisma tidak berwarna dan mempunyai bau khas, sedikit menyengat. Dan dalam keadaan lebur, ia adalah cecair jernih, tidak berwarna dan mudah alih. Dalam keadaan cair, ia boleh mudah terbakar.
Juga penting untuk mempertimbangkan bahawa fenol larut dalam kebanyakan pelarut organik (hidrokarbon aromatik, alkohol, keton, eter, asid, hidrokarbon halogenasi, dan lain-lain), sementara di dalam air mereka mempunyai kelarutan yang terhad. Di samping itu, fenol tidak sesuai dengan aluminium, magnesium dan zink.
Nama lain yang digunakan untuk merujuk kepada fenol adalah: asid karbol, asid fenolik, asid fenil, benzenol, hidroksibenzena dan monohidroksibenzena.
Kisah penemuannya
Phenol adalah komponen semula jadi yang terdapat dalam tar arang batu (arang batu mineral) dan mungkin merupakan bahan terpencil pertama (sebahagiannya) dari tar arang batu, pada awal tahun 1834, oleh Friedlieb Ferdinand Runge, seorang ahli farmasi Jerman, yang menamakan komponen ini sebagai asid karbol.
Arang batu, yang juga dapat disebut batu bara bitumen, adalah cairan yang sangat likat dan mudah terbakar yang dapat diperoleh secara semula jadi dalam bentuk arang batu mineral dan dalam penyulingan minyak. Tar, sebaliknya, adalah bahan yang dibuat dari penyulingan arang batu, tulang dan kayu. Ini adalah cecair likat yang dibentuk oleh puluhan bahan kimia yang dianggap karsinogenik atau beracun.
Tetapi pada tahun 1841, Auguste Laurent, seorang ahli kimia Perancis, dapat menyiapkan fenol 'tulen' untuk pertama kalinya. Dalam kajiannya mengenai penyulingan tar arang batu dan klorin, Laurent dapat mengasingkan zat diklorofenol dan triklorofenol, dan keduanya menunjukkan adanya fenol dalam komposisinya.
Dengan cara ini, Laurent dapat mengasingkan dan mengkristal fenol untuk pertama kalinya. Dia memanggil sebatian ini asid fenolik atau asid fenil. Titik lebur yang dilaporkan (antara 34 ° C dan 35 ° C) dan takat didih (antara 187 ° C hingga 188 ° C) sangat serupa dengan nilai yang diketahui sekarang (masing-masing 43 ° C dan 181.7 ° C) .
Phenol digunakan secara meluas pada masa "penemuannya" untuk rawatan luka, sebagai antiseptik dan anestetik. Oleh itu, selain hanya mengukur sifat fizikal dasar, Laurent juga melakukan eksperimen, memberikan kristal ini yang dihasilkan kepada beberapa orang yang mengalami sakit gigi, untuk menguji kesan zat ini sebagai pereda mungkin. Kesan utama terhadap kesakitan masih tidak dapat dipastikan, tetapi bahan tersebut dilaporkan oleh kebanyakan orang yang mengambil bahagian dalam eksperimen ini sebagai sangat agresif pada bibir dan gusi.
Oleh itu, dari tahun 1840-an hingga sekarang, fenol telah menjadi subjek banyak kajian dan sangat penting.
Di mana ia dijumpai
Kimia fenol telah menarik minat besar selama dua abad yang lalu dan terus mendorong kajian dan penyelidikan hingga ke hari ini. Sebatian yang merupakan sebahagian daripada kumpulan berfungsi ini mempunyai aplikasi yang sangat diperlukan dalam kehidupan seharian kita. Dengan cara ini, kumpulan fenol merangkumi unsur kimia yang dihasilkan dalam skala global yang besar dan mempunyai beberapa kegunaan.
Mereka digunakan terutamanya untuk penghasilan resin fenolik (reaksi antara fenol dan aldehid), yang seterusnya digunakan oleh industri papan lapis, pembinaan sivil, aeroangkasa, kenderaan dan perkakas rumah (baca lebih lanjut di: "Fahami apa adalah resin fenolik "). Kemudian, bisphenol A adalah produk kedua terpenting yang dihasilkan dari fenol (tindak balas antara fenol dan aseton) dan merupakan perantara dalam pembuatan resin epoksi, sebatian plastik, pelekat, antara lain (Lihat lebih lanjut di: Ketahui jenis bisphenol dan risikonya ").
Fenol juga dapat diubah menjadi alkilfenol dan nonylphenols, yang digunakan sebagai surfaktan (atau surfaktan), pengemulsi, deterjen sintetik, antioksidan <, aditif minyak pelumas dan minyak wangi dan kosmetik (lebih baik difahami dengan menggunakan bahan "Ethylated nonylphenols and nonylphenols" , terdapat dalam beberapa artikel kosmetik dan farmaseutikal, berpotensi berbahaya ").
Selain penggunaan yang telah disebutkan, fenol juga digunakan dalam pembuatan triclosan, plastik, plasticizer, mainan, polikarbonat, nilon, insektisida anilin, bahan peledak, cat dan pernis, disinfektan, poliuretana, pengawet kayu, herbisida, inhibitor, racun perosak dan sebagai bahan mentah untuk pengeluaran beberapa ubat (seperti penghilang rasa sakit dan titisan untuk menghilangkan sakit telinga dan hidung).
Fenol juga dapat berasal dari sumber semula jadi, dan contohnya dapat dilihat pada fenol yang diekstrak dari penyulingan kelopak dan daun tanaman, yang banyak digunakan oleh industri makanan. Vanillin adalah pati vanila yang digunakan dalam gula-gula, ais krim, kek, antara lain; thymol adalah inti pati thyme, juga digunakan dalam pengeluaran makanan - keduanya diekstrak dari fenol.
Risiko terhadap kesihatan dan persekitaran
Penggunaan bahan kimia ini secara meluas, oleh industri yang berlainan, boleh mendatangkan risiko kepada kesihatan manusia dan alam sekitar.
Manusia boleh terdedah kepada fenol dengan menghirup udara yang tercemar atau menyentuh kulit, biasanya di tempat kerja. Kaedah pendedahan lain kepada fenol adalah melalui penggunaan ubat-ubatan yang mengandungi fenol (seperti titisan telinga dan hidung, sakit tekak, ubat penghilang rasa sakit dan losyen antiseptik).
Fenol sangat menjengkelkan pada kulit, mata dan selaput lendir manusia, apabila disedut atau ketika bersentuhan langsung. Kesan buruk dan gejala keracunan yang disebabkan oleh manusia adalah pernafasan yang tidak teratur, kelemahan otot dan gegaran, kehilangan koordinasi, sawan, koma dan pernafasan dalam dos yang mematikan, bergantung pada ukuran dos yang diserap.
Fenol yang tersebar juga menimbulkan risiko serius terhadap alam sekitar. Dalam senario pengeluaran perindustrian semasa, alam telah menghadapi kesukaran untuk berjaya merendahkan dan menyerap semua unsur kimia yang secara semula jadi dan artifisial dibuang ke dalam ekosistem. Oleh itu, salah satu kesukaran yang besar pada masa ini adalah untuk menjaga sumber air yang ada dengan betul, baik di permukaan maupun di bawah tanah.
Senyawa kimia fenol, kerana ia adalah sebatian kos pengeluaran rendah dan kecekapan tinggi untuk beberapa aplikasi, dalam kegunaan industri, agronomi dan domestik, digunakan dalam bahagian yang besar oleh segmen industri yang berbeza.
Volatiliti dan kelarutan dalam air fenol menimbulkan masalah pencemaran dalam air minuman, mengubah rasa dan bau mereka, walaupun pada tahap rendah. Oleh itu, fenol adalah salah satu pencemar yang paling biasa dalam proses perindustrian, yang memungkinkan dan dapat mengetahui tahap pencemaran sungai dengan menyiasat keberadaannya di dalamnya.
Pelupusan dan alternatif
Kerana dihasilkan dalam kuantiti yang banyak, fenol dibuang sebagai bahan buangan dari industri yang berlainan dan akhirnya dibebaskan terus ke persekitaran atau diarahkan ke rangkaian pengumpulan kumbahan awam.
Alternatif diperlukan untuk membuang bahan-bahan ini sepenuhnya dari air, sehingga menjamin kualiti yang menjamin penggunaan yang sihat. Teknik bioremediasi muncul sebagai cadangan yang cerdas dan menjanjikan. Teknik ini terdiri daripada penggunaan mikroorganisma dalam penurunan, pengurangan, penghapusan dan transformasi bahan kimia yang tidak diingini di dalam tanah, sedimen atau air yang tercemar.
Penggunaan bioremediasi dalam air yang tercemar terbukti penting kerana ia adalah proses penyahtinjaan air yang lebih murah dan berkesan, yang sekarang ini dilakukan dengan biaya yang berbeza-beza sesuai dengan tahap dekontaminasi yang diinginkan.
Di antara alternatif yang tersedia untuk pengguna, adalah penting untuk memberi keutamaan kepada produk yang berasal dari sumber semula jadi dan boleh diperbaharui, bukan sumber yang tidak boleh diperbaharui, seperti derivatif minyak.
Oleh itu, berkaitan dengan kosmetik, misalnya, lebih mengutamakan produk kosmetik semula jadi. Di Brazil, kosmetik semula jadi diperakui dan mengikuti standard kualiti Pensijilan IBD dan Ecocert. Kenali dan uji produk pembersih ekologi yang ada di pasaran. Sentiasa memberi keutamaan kepada produk dengan cap pengesahan.
