آشنایی کامل با استون و کاربرد های استون

استون چیست؟

استون ( به زبان انگلیسی Acetone ) یک ترکیب آلی با فرمول C3H6O و چگالی 0.79 g/cm³ و جرم مولی 58.09 g/mol است. این ترکیب شیمیایی در نامگذاری آیوپاک، پروپانول نامیده می‌شود ولی نام های دیگری مانند دی متیل کتون و β-کتوپروپان دارد. استون اولین و مهمترین عضو از خانواده کتون‌ها و زیر مجموعه کتن های آلیفاتیک است. خانواده کتون ها شامل گروه عاملی کربونیل هستند که کربونیل دارای یک اتم کربن و اکسیژن و یک پیوند دوتایی کربن اکسیژن هستند که از طرف آن کربن به دو گروه هیدروکربنی دیگر متصل می‌شوند.

استون توسط یک شیمی دان اسرائیلی به نامه حییم عزرائیل وایزمن کشف شد. اما این ماده به صورت طبیعی در گیاهان و خاک کشاورزی موجود است. ساختار لوویس استون و زاویه پیوند های استون را در عکس زیر مشاهده می‌کنید :

به دلیل اینکه استون مصرف بسیار بالایی در جهت تولید محلول های لاک پاکن دارد، در بسیاری از مواقع به جای استفاده از اسم استون، به آن لاک پاکن نیز می‌گویند. به طور کل، استون رایج ترین حلال مواد آلی در فرآیند های شیمیایی است. لاک پاک کن ها دارای دو نوع استونی و غیر استونی هستند. ماده اصلی لاک پاک کن استونی، استون است ولی در لاک پاک کن غیر استونی، استون وجود ندارد.

روش تولید استون

همانطور که گفته شده، استون جز خانواده کتون هاس است. کتون ها از طریف اکسیداسیون الکل های نوع دوم تولید می‌شود. الکل های نوع دوم، به الکل هایی گفته می‌شود که کربن متصل به گروه هیدروکسیل آن ها، به دو کربن دیگر متصل باشد. برای تولید استون، سه روش معتبر وجود دارد که اصلی ترین آنها، روش واکر-هوخست است که از سال 1964 این روش به عنوان روش صنعتی تولید استون شناخته شده است. در ادامه به این سه روش می‌پردازیم :

روش واکر-هوخست :

در روش واکر-هوخست، اکسیژن هوا با پروپن در فاز مایع واکنش می‌دهد. این واکنش نیاز به کلیرید پلادیوم دو ظرفیتی به عنوان کاتالیزور دارد. شرایط واکنش به صورتی است که دمای باید بین 110 تا 120 درجه سانتی گراد و فشار بین 10 تا 14 بار باشد. این فرآیند اکسیداسیون باید به صورت مستقیم باشد تا استون به دست آید. شماتیک شیمیایی واکنش واکر-هوخست را در زیر مشاهده می‌کنید :

CH₃CH=CH₂ + 0.5O_{2 →} CH₃COCH₃

واکنش واکر :

این واکشن به دو صورت انجام می‌شود. یک روش این است که از ایزوپروپیل و اکسیژن و دمای 400 تا 600 درجه سانتی گراد و کاتالیزور نقره یا مس، استون تولید می‌شود که واکنش شیمیایی آن را در زیر مشاهده می‌کنید :

(CH₃)₂CHOH + 0.5O₂ → CH₃COCH₃ + H₂O

همچنین در روش دیگر، با استفاده از ایزوپروپیل و اکسیژن، در دمای 500 درجه سانتی گراد و فشار 3 بار و همچنین استفاده از مس یا برنج به عنوان کاتالیزور، استون تولید می‌شود. واکنش شیمیایی آن به صورت زیر است :

(CH₃)₂CHOH → CH₃COCH₃ + H₂

واکنش هوک :

همانطور که می‌دانید، واکنش هوک برای تولید آمونیاک است. در این روش، استون به عنوان ماده جانبی تولید می‌شود. در روش هوک، استون به کمک پروپیلن به صورت غیر مستقیم تولید می‌شود.

ویژگی های استون

• فرار
• قطبی
• سمی
• بی رنگ
• بوی خوب
• به شدت آتش گیر و فرمول سوخت آن به شکل زیر است :

 (CH₃)₂CO+4O₂—–> 3CO₂+3 H2O

• حلالیت بسیار قوی آلی ها
• در دمای اتاق به صورت مایع است.
• در آب، بنزین، اتانول، متانول، دی اتیل اتر و کلروفرم حل می‌شود.

اگر قصد خرید انواع استون را دارید می توانید با مراجعه به بخش خرید استون و مقایسه قیمت ها خرید خود را انجام دهید.

کاربرد استون

• تولید لاک پاک کن( بیشترین مصرف استون در دنیا )
• در واکنش های مربوط به سنتز متیل متاکریلات، بیسفنول A، الکل دیاستون به عنوان واسطه کاربرد دارد.
• پاک کننده رنگ
• به عنوان حلال رد صنایع مختلف از آن استفاده می‌شود.
• تولید دارو
• به عنوان واسطه در برخی واکنش های شیمیایی
• رقیق کردن رزین های پلی استر
• تولید پارچه
• صنعت نساجی
• تولید پلاستیک
• استفاده در آزمون کروماتوگرافی
• یکی از افزودنی های بنزین
• چربی زدا
• الیاف مصنوعی
• پیش از رنگ آمیزی فلزات، از استون برای پاک کردن سطوح استفاده می‎‌شود.
• تولید دارو های پوستی
• تولید مشتقات کتونی
• تهیه مواد منفجره
• تولید سیانوهیدرین
• پاک کننده وسایل آزمایشگاهی
• در تولید نفت به عنوان کاتالیزور
• کود های کشاورزی
• در صنایع غذایی به عنوان افزودنی غیر مستقیم

استون در بازار جهانی

طبق آمار های به دست آمده، مصرف استون در تمام دنیا در حال افزایش است. آسیا بیشترین میزان مصرف استون را دارد زیرا در اکثر حلال های خود از استون استفاده می‌کند. میزان پیشرفت مصرف استون در آسیا 5 درصد در سال است ولی در اروپا 2.5 درصد رد سال است.

نکات پزشکی مربوط به استون

مطالعات نشان می‌دهد که استون به طور کل ماده ای کم خطر است. به همین دلیل، سازمان بهداشت جهانی اجازه داده است که از استون به عنوان افزودنی غیر مستقیم به مواد غذایی استفاده کرد. کار با استون نیاز به تجهیزات فراوانی ندارد ولی بهتر است با دستکش و ماسک اینکار انجام شود. استون به دلیل حلالیت بالا، توانایی دارد که چربی ذست ما را حل کند و پوست ما خشک شود و باعث ایجاد حساسیت خواهد شد. همچنین اگر استون را استنشاق کنید، ممکن است دچار سر درد و سر گیچه و حالت تهوع شوید. برای برطرف شدن این کار فوران مکان را ترک کرده و به هوای آزاد بروید و 10 دقیقه نفس عمیق بکشید. اگر خوب نشدید، به پزشک مراجعه کنید.

نکات ایمنی مربوط به استون

استون بسیار اشتعال پذیر است، پس نباید در  کنار مواد آتش زا بپذاریم( در صورت آتش گرفتن استون، باید آتش آن را با پودر کربن دی اکسید خاموش کنید). محیط نگهداری استون باید سرد و خشک باشد. استون حتی قابلیت آتشگیری در دمای اتاق را دارد. استون را نباید در مجاورت موادی مانند نیتریک اسید، تری کلرو متان، برم، سولفوریک اسید و کلر  قرار داد، زیرا باعث اشتعال خواهد شد.

مشخصات استون

سوالات متداول درباره استون

در این بخش، به سوالات متداولی که بیشتر درباره استون پرسیده شده است می‌پردازیم :

آیا استون سرطان زا است ؟

اطلاعات دقیق درباره این موضوع هنوز به دست نیامده ولی خیلی از مراکز استون را تایید کرده اند. اما برخی از شرکت های تولید لاک پاکن، از مواد نامرغوبی برای تولید لاک پاکن استفاده می‌کنند و آن ها باعث ایجاد مشکلات جدی خواهد شد. پس استون خاصیت سرطان زا ندارد ولی در تولید لاک پاکن ها، برخی از شرکت ها، از مواد نامرغوبی در کنار استون استفاده می‌کنند که ممکن است باعث ایجاد سرطان شود.

آیا استون برای پوسته دست خطری دارد ؟

استون به دلیل اینکه به عنوان لاک پاکن استفاده می‌شود، بسیار در معرض پوست خانوم ها قرار دارد. برای همین باید به این سوال مهم با دقت جواب داده شود که آیا خطر جدی ممکن است ایجاد کند یا خیر. همانطور که گفته شد، استون حلال خوبی است و یکی از مواردی که به خوبی در خود حل می‌کند، چربی است. استفاده زیاد استون باعث حل شدن چربی های روی سطح دست می‌شود و این امر در طولانی مدت باعث ایجاد ترک، زخم، نازکی پوست می‌شود که به این اتفاقات، درماتیت می‌گویند. البته واضح است مه استفاده از استون به میزان معمولی خطری ندارد. حتی اگر شرایط ایجاد می‌کرد که از استون استفاده زیاد کنید، باید حتما به فکر راه چاره ای برای چربی های از بین رفته پوسته دستات باشید.

نوشیدن استون باعث مرگ می‌شود ؟ چه میزان استون باعث مرگ می‌شود ؟

نوشیدن بیش از 80 میلی لیتر آن باعث مرگ یک انسان بالغ خواهد شد. البته برای کودکان این میزان کمتر است و بستگی به سن و جنسیت آن ها دارد.

برای کار با استون باید چه نکاتی را رعایت کرد ؟

در قسمت نکات پزشکی، نکات قابل نیاز برای کار با استون ذکر شده است اما به طور خلاصه، برای استفاده از استون باید 3 نکته زیر را با هم رعایت کنید :

• حتما دستکش، ماسک و عینک مخصوص داشته باشید.
• مکان استفاده از استون باید تهویه مناسبی داشته باشد یا در فضای باز باشد.
• سطحی که قرار است بر روی آن کار با استون صورت گیرد، سطحی باشد که مایع را خیس نکند.

استون حلال چه موادی است ؟

همانطور که در قسمت ویژگی های آمده است، استون حلال بسیار قوی مواد آلی است.

ساختار شیمیایی مولکول استون چگونه است ؟

اولین و مهمترین عضو از خانواده کتون‌ها و زیر مجموعه کتن های آلیفاتیک است. خانواده کتون ها شامل گروه عاملی کربونیل هستند که کربونیل دارای یک اتم کربن و اکسیژن و یک پیوند دوتایی کربن اکسیژن هستند که از طرف آن کربن به دو گروه هیدروکربنی دیگر متصل می‌شوند.

آیا استون همان لاک پاکن است ؟

لاک پاکن ها به دو دسته استونی و غیر استونی تقسیم بندی می‌شوند. لاک پاکن های استونی، ماده اصلی سازنده آن ها استون است ولی در لاک پاکن های غیر استونی، هیچ استون و حتی مشتقات آن نیز وجود ندارد.

استون نوعی الکل است ؟

خیر. خیلی تفاوت دارند!

استون جز خانواده کتون ها است ولی الکل خودش یک خانواده جز از هیدروکربن ها است و نوع خاصی نیست که بتوان آن را با استون مقایسه کرد. کتون( O=C ) دارای یک کربن با پیوند دو گانه با اکسیژن است، که این کربن از دو طرف با یک پیوند یه گانه به دو گروه هیدروکربنی دیگر متصل شده است. الکل خانواده است که دارای گروه عاملی هیدروکسیل( OH- ) است، هیدروکسیل پیوند یه گانه اکسیژن و هیدروژن است که اکسیژن آن از یک طرف دیگر به یک گروه هیدروکربنی متصل شده اند.

چرا استون مایع به شدت فرار است ؟ چرا باید در ظرف استون را محک بست ؟

استون برعکس آب، قابلیت پیوند هیدروژنی را ندارد و علاوه بر آن، پیوند بین مولکولی بسیار ضعیفی دارد. از این رو، استون به سادگی تبخیر می‌شود و فرار است. از طرفی، می‌دانیم که استون گاز سمی دارد و استنشاق آن بسیار مضر است، پس اگر درب ظرف آن را به خوبی نبندیم، یک گاز فرار سمی را در محیط پخش کرده ایم که باعث رخ داده فاجعه خواهد شد.

آیا استون خاصیت ضدعفونی دارد ؟

در بسیاری از مواقع از استون به عنوان ماده ضدعفونی کننده استفاده می‌شود. آیا این امر کار درستی است؟ طی تحقیقاتی که در چند سال اخیر صورت گرفته، استون رقیق توانایی خوبی در از بین بردن باکتری ها و ویروس ها ندارد و به طور کل، تاثیری بر ویروس ها و باکتری ها ندارد. اما استون به صورت خالی می‌تواند باکتری ها را از بین ببرد اما باز هم تاثیری بر روی ویروس ها ندارد.

استون اسیدی است یا قلیایی ؟

استون خاصیت اسیدی دارد ولی این خاصیت بسیار کم است و از آن در صنعت به عنوان ماده اسیدی استفاده نمی‌کنند. اگر بنا بر استفاده استون به عنوان ماده اسیدی باشد، معمولا با حل کردن استون و یک یا چند اسید قوی دیگر، از خاصیت اسیدی آن استفاده می‌کنند.

اگر برای شما سوالی در حوزه استون و کاربرد آن یا … پیش آمد که در این بخش جواب داده نشده است، حتما در قسمت نظرات بپرسید تا جواب داده شود.