più famoso ed utilizzato nella vita umana e le sostanze industriali appartenenti alla categoria dei polioli - è glicole etilenico e glicerolo.Il loro studio e l'uso iniziarono alcuni secoli fa, ma le proprietà di questi composti organici in molti modi unici e unico che li rende indispensabili a questo giorno.I polioli utilizzati in molti chimici sintesi, le industrie e le sfere dell'attività umana.
prima "conoscenza" con glicole etilenico e storia glicerolo produrre
Nel 1859, attraverso un processo in due fasi di interazione dibromoetano con acetato di argento e successivo trattamento con idrossido di potassio prodotto nella prima reazione di glicole etilenico, Charles Wurtz sintetizzato glicole etilenico.Qualche tempo dopo il metodo è stato sviluppato per la dibromoetano idrolisi diretta, ma su scala industriale all'inizio del XX secolo diidrico alcol 1,2-dihydroxyethane, esso - glicole monoetilenico, o un glicole, negli Stati Uniti è stato ottenuto per idrolisi di etilene.
oggi e nel settore e in laboratorio hanno usato un certo numero di altri metodi, nuovo, più economico con materie prime e punto di vista energetico e basso impatto ambientale, nonché l'uso di reagenti che contengono o rilasciano cloro, le tossine, sostanze cancerogene e di altri pericolosiambiente e sostanza umana è ridotta con lo sviluppo della chimica "verde".
Aptekar Carl Wilhelm Scheele nel 1779 aprì glicerolo, e in particolare la composizione della mescola studiata nel 1836 Theophile Jules Pelouse.Due decenni più tardi si è scoperto e messo a terra struttura molecolare triatomica di alcol negli scritti di Pierre Eugene Berthelot Marseleya e Charles Wurtz.Infine, anche venti anni dopo Charles Friedel avevano una sintesi totale di glicerolo.Attualmente, industria utilizza due metodi per la sua preparazione attraverso: cloruro di allile da propilene via acroleina pure.Proprietà chimiche etilengilikolya come glicerina è ampiamente usato in vari campi dell'industria chimica.
Struttura e struttura del composto
Al centro della molecola è scheletro idrocarburo insaturo di etilene, costituito da due atomi di carbonio, in cui vi era un divario di un doppio legame.Nello spazio lasciato libero alla valenza degli atomi di carbonio uniti da due gruppi idrossilici.Formula etilene - C2H4, dopo il collegamento la rottura rubinetto e l'attaccamento dei gruppi ossidrile (a pochi passi), sembra che C2H4 (OH) 2.Cioè glicole etilenico.Molecole di etilene
caratterizzati da una struttura lineare, mentre l'alcool diossidrilico è una sorta di trans-konfigurtsii nel collocamento di gruppi ossidrilici rispetto allo scheletro di carbonio e l'altro (come il termine è pienamente applicabile alla situazione rispetto al doppio legame).Tale dislocazione corrisponde alla posizione remota degli idrogeni dei gruppi funzionali, meno energia, e quindi - la massima stabilità del sistema.In poche parole, un OH-gruppo "sembra", e l'altro - verso il basso.Allo stesso tempo, sono composto instabile con due gruppi idrossilici: con un atomo di carbonio per formare una miscela di reazione, immediatamente disidratano passando in aldeidi.
classificazione affiliazione proprietà
chimiche di glicole etilenico è determinata dalla sua origine dal gruppo di polioli, cioè diolo sottogruppi, vale a dire composti con due frazioni ossidrilici atomi di carbonio adiacenti.Sostanza, contengono anche diversi OH-sostituente è e glicerolo.Ha tre gruppi funzionali e alcool è il rappresentante più comune della sua sottoclasse.
Molti dei composti di questa classe sono anche preparati e utilizzati nell'industria chimica per varie sintesi e altri scopi, ma l'uso di glicole etilenico ha una scala più grave, ed è coinvolta in quasi tutti i settori.Questo sarà discusso più dettagliatamente in seguito.
Caratteristiche fisiche
Applicazione di etilene a causa della presenza di un numero di proprietà che sono inerenti in un alcool polivalente.Questa funzionalità distintive che sono unici per questa classe di composti organici.
più importante delle proprietà - è la capacità illimitata di mescolare con H2O.Acqua + glicole fornisce una soluzione con una caratteristica unica: la temperatura del suo punto di congelamento, in funzione della concentrazione del diolo sotto i 70 gradi, che il distillato puro.È importante notare che questa dipendenza non è lineare, e raggiunge un certo quantitativo di glicole comincia effetto opposto - la temperatura di congelamento la percentuale di soluto.Questa caratteristica è stata applicata nella produzione di vari liquidi antigelo "nezamerzaek" che cristallizzano a caratteristiche termiche estremamente basse dell'ambiente.
Tranne in acqua, il processo di dissoluzione procede bene in alcool e acetone, ma non sono state osservate in paraffina, benzene, etere e tetracloruro di carbonio.A differenza del suo antenato alifatici - una sostanza gassosa come il glicole etilenico, glicole etilenico - un sciropposa, chiaro, con una leggera sfumatura di liquido giallo, sapore dolciastro, con odore insolito è quasi non volatile.Congelamento avviene al cento per cento di glicole etilenico - 12,6 gradi Celsius, e di ebollizione - a 197.8.In condizioni normali, la densità è 1.11 g / cm3.
Metodi per la produzione di glicole etilenico può essere ottenuto in diversi modi, alcuni di loro oggi hanno solo valore storico o preparativo, e altri sono attivamente utilizzato da una persona su scala industriale, e non solo.Seguendo in ordine cronologico, consideriamo il più importante.
sono state già descritte dal primo metodo di produzione di etilene dibromoetano.Formula etilene doppio legame è rotto, e la valenza libera sono occupati da alogeni, - il materiale di partenza principale in questa reazione - oltre a carbonio e idrogeno nella sua struttura ha due atomi di bromo.La formazione del composto intermedio nella prima fase del processo è possibile solo a causa della loro scissione, cioè. E. sostituzione di gruppi acetati, che dopo ulteriori idrolisi convertito in alcol.
Durante l'ulteriore sviluppo della scienza è diventato possibile produrre etilene mediante idrolisi diretta di eventuali etani sostituiti con due alogeni su atomi di carbonio adiacenti, di soluzioni acquose di carbonati di metalli alcalini o il gruppo (meno reattivo ambiente) H2O e biossido di piombo.La reazione è molto "richiede tempo" e si verifica solo a temperature molto elevate e pressioni, ma che non ha impedito tedeschi durante le guerre di utilizzare questo metodo per la produzione dell'etilene in scala industriale.
un ruolo nello sviluppo della chimica organica ha giocato un metodo di produzione di glicole etilenico da carbone da idrolisi sali di metallo alcalino del gruppo.Aumentando la temperatura di reazione a 170 gradi il rendimento raggiunto il 90%.Ma c'era un inconveniente significativo - glicole aveva in qualche modo rimosso dalla soluzione salina, che è direttamente associata ad una serie di difficoltà.I ricercatori hanno risolto questo problema sviluppando un metodo con lo stesso materiale di partenza, ma rompendo il processo in due fasi.
etilenglikolatsetatov idrolisi, come la fase finale del metodo precedentemente Wurtz, divenne modo separato, quando riusciti a ottenere un materiale di partenza per ossidazione dell'etilene in acido acetico con l'ossigeno, cioè, senza l'uso di costosi e non innocuo tutti composti alogenati.
anche noto molti metodi di produzione di glicole etilenico idroperossidi ossidazione, perossidi, peracidi organici in presenza di catalizzatori (composti) osmio, clorato di potassio, e altri. Esistono anche metodi elettrochimici e radiazioni.
Caratteristiche proprietà chimiche comune
proprietà chimiche di glicole etilenico è determinato dai suoi gruppi funzionali.Le reazioni possono essere coinvolti un sostituente ossidrilico o entrambi, a seconda delle condizioni di processo.La differenza principale è che la reattività dovuta alla presenza del numero di ossidrile alcol polivalente e la loro influenza reciproca è forte proprietà acide che monovalenti "pari".Pertanto, reazioni con prodotti alcalini sono il sale (glicole - glicolati per glicerolo - glicerato).
Le proprietà chimiche di etilene glicole e glicerolo, la reazione comprende tutte le categorie di alcoli monovalenti.Glicole dà esteri completi e parziali in reazioni con acidi monobasico, glicolati, rispettivamente, sono formati con metalli alcalini e con un processo chimico con acidi forti o sali aldeide loro rilasciato acido acetico - causa di clivaggio di molecole di idrogeno.
Reagisce con metalli attivi
reazione di glicole etilenico con metalli attivi (in piedi dopo l'idrogeno nella tensione serie chimico) a temperature elevate dà un glicole etilenico metallo più idrogeno viene rilasciato.
C2H4 (OH) 2 + H → S2N4O2H, dove X - bivalente metallo attivo.Reazione
qualitativa di etilene
polioli distingue da qualsiasi altro liquido è possibile utilizzare le reazioni visive peculiari di questa classe di composti.A tal fine, soluzione incolore è stata versata idrossido alcool-precipitato di rame (2) avente un caratteristico colore blu.L'interazione dei componenti miscelati viene osservata e la dissoluzione del precipitato nel blu colore saturo soluzione colorante - a causa della formazione di glicolato di rame (2).
polimerizzazione
proprietà chimiche di glicole etilenico sono importanti per la produzione di solventi.Disidratazione intermolecolare della sostanza, che è l'eliminazione di acqua da ciascuna delle due molecole di glicole e loro successiva associazione (un gruppo ossidrilico è scisso completamente, e dagli altri rifiuti solo idrogeno), permette di ottenere un solvente organico unico - diossano, che viene spesso utilizzato in chimica organica,nonostante la sua elevata tossicità.
Scambio ossidrile con alogeno
Nella reazione di glicole etilenico con acidi alogenidrici osservato sostituendo i gruppi ossidrilici del rispettivo alogeno.Il grado di sostituzione dipende dalla concentrazione molare di alogenuro di idrogeno nella miscela di reazione:
HO-CH2-CH2-OH + X → 2NH-CH2-CH2-X, dove X - cloro o bromo.Preparazione degli esteri
Nelle reazioni dell'etilene con acido nitrico (concentrazione specifico) e acidi organici monobasici (formico, acetico, propionico, carnevale, valerico e t. D.) La formazione del complesso e, di conseguenza, monoeteri.Con altre concentrazioni di acido nitrico - e di- trinitroefirov glicole.Come catalizzatore, acido solforico viene utilizzata una concentrazione predeterminata.
derivati glicole Critical
preziose sostanze, che sono ottenibili da alcoli polivalenti da semplici reazioni chimiche (come descritto sopra), sono eteri di glicole etilenico.Vale a dire monometil e monoetilico cui formule - HO-CH2-CH2-O-CH3 e HO-CH2-CH2-O-C2H5, rispettivamente.Proprietà chimiche, sono un po 'come glicoli, ma, come qualsiasi altra classe di composti hanno caratteristiche uniche di reazione che sono unici per loro:
- Monometiletilenglikol è un liquido senza colore, ma con un caratteristico odore disgustoso, bolle a 124, 6 gradi Celsius, e disciolto in etanolo e altri solventi organici e acqua sono notevolmente più volatili di glicole, e una densità inferiore a quella dell'acqua (circa 0,965 g / cm3).
- Dimetiletilenglikol - come un liquido, ma meno odore caratteristico, densità 0,935 g / cm3, la temperatura di ebollizione 134 gradi sopra lo zero e la solubilità, relativi alla omologo precedente.
Applicazione cellosolve - in generale, i cosiddetti glicole monoetilenico - è abbastanza comune.Sono utilizzati come reagenti e solventi in sintesi organica.Vale anche per le loro proprietà fisiche e additivi anticorrosione in anticrystallization antigelo e olio per motori.Applicazioni
e prezzi di una serie di produzione
fabbriche di costo e le imprese impegnate nella produzione e vendita di tali prodotti chimici, va da una media di circa 100 rubli per chilogrammo di tali composti chimici come il glicole etilenico.Il prezzo dipende dalla purezza della sostanza e la percentuale massima del prodotto desiderato.
L'uso di glicole etilenico non è limitato a qualsiasi area.Così, nel suo impiego come materia prima per la produzione di solventi organici e fibre di resina sintetica, liquido, il congelamento alle basse temperature.E 'coinvolto in molti settori come l'automobilistico, aeronautico, farmaceutico, elettrico, cuoio, tabacco.Diciamolo chiaro il peso della sua importanza per la sintesi organica.
importante ricordare che il glicole - un composto tossico che può causare danni irreparabili alla salute umana.Pertanto, esso è conservato in contenitori sigillati in alluminio o acciaio con strato interno opzionale protegge il serbatoio dalla corrosione, in posizione verticale, e le camere non sono dotate di sistemi di riscaldamento, ma con buona ventilazione.Periodo - non più di cinque anni.
