ฟอร์มาลีน (Formalin) เป็นสารเคมีที่ใช้มากในส่วนผสมของน้ำฆ่าเชื้อ และทำความสะอาด ใช้ในอุตสาหกรรมกระดาษ อุตสาหกรรมสิ่งทอ และการผลิตสี รวมถึงการใช้สำหรับรักษาสภาพร่างกายของสัตว์หรือศพ
ฟอร์มาลีนที่ใช้กันทั่วไป เป็นสารที่เตรียมได้จากการนำฟอร์มัลดีไฮด์ (Formaldehyde) กับน้ำ ที่ความเข้มข้นของฟอร์มัลดีไฮด์ประมาณ 37-50% โดยน้ำหนัก และมักมีส่วนผสมของเมทานอลประมาณ 10-15%
ฟอร์มัลดีไฮด์มีความสามารถละลายน้ำได้ดีมาก และสามารถรวมตัวกันเป็นโพลิเมอร์เมื่อความเข้มข้นมากขึ้น แต่การรวมตัวกันของฟอร์มัลดีไฮด์จะลดลงเมื่อเติมเมทานอลผสมด้วย เช่น สารละลายฟอร์มัลดีไฮด์ 37% ผสมกับเมทานอล 7% ทำให้สารละลายมีความเสถียรที่อุณหภูมิ 21 องศาเซลเซียส ส่วนารละลายฟอร์มัลดีไฮด์ 37% ผสมกับเมทานอล 1% ทำให้สารละลายมีความเสถียรที่อุณหภูมิ 40.5 องศาเซลเซียส แต่หากไม่ผสมเมทานอลแล้ว สารละลายจะมีความเสถียรที่อุณหภูมิ 67-71 องศาเซลเซียส
ฟอร์มัลดีไฮด์ (Formaldehyde)
ฟอร์มัลดีไฮด์ที่ความดันปกติจะมีสถานะเป็นก๊าซ ไม่มีสี มีกลิ่นฉุน ติดไฟได้ ให้ความร้อนเมื่อติดไฟ 4.4 kcal/g ก๊าซฟอร์มัลดีไฮด์เมื่อรวมดัวกับอากาศ และออกซิเจนสามารถเกิดการระเบิดได้ ในทางการค้านิยมใช้อยู่ในรูปของสารละลายในน้ำ ที่ประกอบด้วยความเข้มข้นของฟอร์มัลดีไฮด์ที่ความเข้มข้นประมาณ 37-50% โดยน้ำหนัก
ชื่อ IUPAC : Methanal
ชื่อสามัญ : Formaldehyde, Methylene Oxide, Oxomethylene, Oxymethylene, Methylaldehyde
ชื่อสามัญสารละลาย : Formalin, Formal, Formaldehyde
ฟอร์มัลดีไฮด์ เป็นสารอนุพันธุ์ของสารในกลุ่มอะลิฟาติกแอลดีไฮด์ มีสูตรเคมี คือ HCHO หรือ CH2O สามารถผลิตได้จากปฏิกิริยาออกซิเดชันของเมทิลแอลกอฮอล์กับออกซิเจน โดยใช้ทองแดงหรือเงินเป็นสารเร่งปฏิกิริยา
ฟอร์ มัลดีไฮด์มีคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างไปจากสารประกอบในกลุ่มแอลดีไฮด์ทั่ว ไป เนื่องจากฟอร์มัลดีไฮด์มีไฮโดรเจนเพียงอะตอมเดียวที่เกาะกับหมู่แอลดีไฮด์ (-CHO) และไม่มีอนุมูลของหมู่อัลคิลในโมเลกุล จึงเป็นสารที่มีความไวต่อปฏิกิริยากับสารอื่นได้ง่าย
สารละลายฟอร์มัลดีไฮด์ เป็นสารละลายที่ไม่เสถียร โดยจะเปลี่ยนแปลงเป็นกรดฟอร์มิกเพิ่มขึ้นตลอดเวลา โดยเฉพาะการเก็บรักษาในอุณหภูมิสูง การเก็บรักษาในอุณหภูมิต่ำจะช่วยลดอัตราการเกิดกรดได้ แต่มีข้อเสีย คือ จะทำให้เกิดพาราฟอร์มัลดีไฮด์ที่ทำให้เกิดการตกตะกอนตามมา ดังนั้น จึงต้องเติมสารปรับเสถียร เช่น เมทานอล 10-15% โดยน้ำหนัก ทำให้สามารถเก็บรักษาสารละลายฟอร์มัลดีไฮด์หรือฟอร์มาลีนได้ในอุณหภูมิต่ำได้
พาราฟอร์มัลดีไฮด์เป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่งของฟอร์มัลดีไฮด์ มีสูตรโครงสร้างเป็น (CH2O)n.H2O มีชื่อเรียกอื่นว่า paraform หรือ polyxymethylene มีลักษณะเป็นผงสีขาว ละลายได้ดีในน้ำ ไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ สามารถเกิดปฏิกิริยา และแตกตัวเป็นฟอร์มัลดีไฮด์ได้ง่าย โดยเฉพาะเมื่อถูกความร้อน และอยู่ในสภาพความเป็นกรด-ด่าง โดยพาราฟอร์มัลดีไฮด์เมื่อรวมกับพาราฟินร้อนจะปล่อยก๊าซฟอร์มัลดีไฮด์ออกมา และเกิดปฏิกิริยาได้ตามสมการด้านล่าง ก๊าซนี้เป็นก๊าซที่สามารถนำมาใช้ฆ่าเชื้อโรคได้
ฟอร์มัลดีไฮด์ (nHCHO) → พาราฟอร์มัลดีไฮด์ (HCHO)n
พาราฟอร์มัลดีไฮด์ (CH2OCH2OCH2OCH2O-) → ความร้อน → ฟอร์มัลดีไฮด์ (CH2O)
ฟอร์มาลีน (HCHO + H2O-) → ความร้อน → ฟอร์มัลดีไฮด์ (CH2O)
การเกิดฟอร์มัลดีไฮด์ในธรรมชาติ และการผลิต
1. เกิดในกระบวนการทางธรรมชาติ โดยฟอร์มัลดีไฮด์สามารถเกิดจากกระบวนการทางธรรมชาติในชั้นบรรยากาศ troposphere จากกระบวนการออกซิเดชันของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน โดยมี OH เรดิคอล และโอโซน ทำปฏิกิริยกันกลายเป็นสารฟอร์มัลดีไฮด์
2. การผลิตในกระบวนการอุตสาหกรรม ผลิตได้จากการออกซิไดซ์ (oxidize) เมทานอล 2 วิธี คือ
– ออกซิไดซ์ (oxidize) โดยใช้ทองแดง และเงิน เป็นสารเร่งปฏิกิริยา ที่อุณหภูมิ 600-720 องศาเซลเซียส ดังสมการ
2CH3OH + O2 → ความร้อน+เงิน → 2HCHO + 2H2O
– ออกซิไดซ์ (oxidize) โดยใช้ iron molybdenum oxides เป็นสารเร่งปฏิกิริยา ที่อุณหภูมิ 270-380 องศาเซลเซียส ดังสมการ
ประโยชน์ฟอร์มาลีน/ฟอร์มัลดีไฮด์
1. ด้านอุตสาหกรรม
– ใช้ในกระบวนการผลิตเรซิน และพลาสติก
– ใช้ในการผลิต urotropin, แอลกอฮอล์, ยา, สี และวัตถุระเบิด
– ในเป็นสารเร่งการเกาะติดสี เป็นสารช่วยย้อม
– ใช้ในกระบวนการฟอกสี
– ใช้ในกระบวนการผลิตสี และหมึกพิมพ์
– ใช้ในอุตสากรรมกระดาษ ทำให้กระดาษลื่น และช่วยกันน้ำ
– ใช้เป็นส่วนผสมโลหะ ป้องกันปฏิกิริยาออกซิเดชัน
– ใช้ผลิตผงสำหรับการใช้ในไหมสังเคราะห์เพื่อช่วยปรับปรุงน้ำหนัก และความแข็งของไหม
– ใช้ช่วยรักษาภาพถ่ายให้เก็บรักษาได้นาน
– ใช้เป็นส่วนผสมของน้ำยาฆ่าเชื้อ และใช้เป็นสารฆ่าเชื้อ
2. ทางด้านการเกษตร
– ใช้ทำลายเซื้อ ป้องกันเชื้อโรคทั้งในดิน น้ำ พืช และสัตว์
– ใช้ในการเก็บรักษาผลผลิตให้สามารถเก็บไว้ได้นานทั้งผัก ผลไม้ และเนื้อสัตว์ จึงมักมีข่าวการตรวจพบแม่ค้าผสมฟอร์มาลีนในอาหารประเภทเนื้อสัตว์ อาทิ เนื้อหมู ไก่ ปลา กุ้ง ปลาหมึก เป็นต้น
– ใช้ในการป้องกันความเสียหายของผลผลิตทางการเกษตรในระหว่างการขนส่ง
– ใช้ทำความสะอาด และฆ่าเชื้ออุปกรณ์ และอาคารโรงเรือน
– ใช้เป็นปุ๋ย
3. ทางด้านการแพทย์
– ใช้เป็นสารฆ่าเชื้อ และทำความสะอาดอุปกรณ์ และเครื่องมือทางการแพทย์
– ใช้สำหรับเก็บรักษาสภาพศพ เก็บรักษาร่างกายสัตว์
4. ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง
– ใช้เป็นส่วนผสมเครื่องสำอางป้องกันเหงื่อออกมาก
– ใช้เป็นส่วนผสมของยาสีฟัน น้ำยาบ้วนปาก สบู่ และครีมโกนหนวด สำหรับเป็นสารฆ่าเชื้อ
– ใช้เป็นส่วนผสมของน้ำยาดับกลิ่นตัว
พิษของฟอร์มาลีน
พิษแบบฉับพลัน จากการทดลองฉีดสารฟอร์มัลดีไฮด์ให้แก่หนูทดลอง พบว่า อาการเริ่มแรก หนูมีอาการตื่นตะหนก หลังจากนั้น มีอาการง่วงซึม อ่อนเพลีย หายใจติดขัด และตายในเวลา 2-3 ชั่วโมง
พิษแบบเรื้อรัง จากการทดลองให้ฟอร์มัลดีไฮด์แก่สุนัข และกระตายในอาหาร 2-50 มิลลิกรัม/น้ำหนักตัวกิโลกรัม เป็นเวลา 129 วัน พบว่า สัตว์ทดลองมีน้ำหนักลดลง เม็ดเลือดแดง และฮีโมโกลบินในเลือดมีจำนวนน้อยลง บางส่วนตาย และเมื่อผ่าตัดพิสูจณ์ซาก พบว่า ลักษณะเนื้อเยื่อของระบบทาเดินอาหาร เช่น กระเพาะอาหาร ลำไส้ และตับ มีการเปลี่ยนแปลง
ความเป็นพิษต่อร่างกาย เมื่อร่างกายได้รับฟอร์มัลดีไฮด์ความเข้มข้น 5% ในน้ำจำนวน 100 ซีซี จะทำให้เกิดอาการระคายเคืองในระบบทางเดินอาหาร อาเจียน มีเลือดออกในกระเพาะอาหาร และลำไส้ ทำให้เสียชีวิตภายใน 40 วัน ส่วนการสูดดมหรือได้รับทางอาการของฟอร์มัลดีไฮด์ในความเข้มข้นระดับต่ำจะทำให้เกิดอาการปวดศรีษะ การระคายเคืองในระบบทางเดินอาหารหรือระบบทางเดินหายใจ และมีอาการน้ำตาไหล
ความเป็นพิษต่อร่างกายแบบเรื้อรังเมื่อได้รับสารฟอร์มัลดีไฮด์อย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะในแรงงานที่ทำงานเกี่ยวกับสารฟอร์มัลดีไฮด์พบมีอาการที่เกี่ยวข้องกับระบบทางเดินอาหาร และทางเดินหายใจ เช่น เกิดโรคในระบบทางเดินหายหรือระบบอาหาร ระบบหายใจหรือระบบทางเดินอาหารอักเสบ
ความเป็นพิษจากการสัมผัส อาการแบบเฉียบพลัน ได้แก่ ผิวหนังเป็นผื่นแดง มีการอักเสบ เป็นตุ่มพุพอง เป็นเสก็ด ส่วนอาการแบบเรื้อรัง ได้แก่ เกิดผิวหนังคล้ำดำ มีอาการแสบคันตามผิวหนัง
ระดับความเป็นพิษของฟอร์มัลดีไฮด์
การได้รับทางระบบทางเดินหายใจ
1. ความเข้มข้น 1 ppm สามารถรับรู้กลิ่น
2. ความเข้มข้น 2-3 ppm มีอาการระคายเคืองในระบบหายใจ
3. ความเข้มข้น 4-5 ppm มีอาการน้ำตาไหล และระคายเคืองในระบบหายใจ
4. ความเข้มข้น 10 ppm มีอาการน้ำตาไหล ไหลไม่หยุด และระคายเคืองในระบบหายใจ
5. ความเข้มข้น 10-20 ppm มีอาการน้ำตาไหล และระคายเคืองในระบบหายใจรุนแรง มีอาการแสบร้อนที่คอ หายใจลำบาก และไอ
6. ความเข้มข้น 50-100 ppm มีอาการน้ำตาไหล ไหลไม่หยุด และระคายเคืองในระบบหายใจรุนแรง ทำให้เกิดการเจ็บป่วยอย่างรุนแรง