התכונות הכימיות של אתילן גליקול, האופייני.

המפורסם ומשמש בחיי אדם וחומרים תעשייתיים המשתייכים לקטגוריה של polyols ביותר - הוא אתילן גליקול וגליצרול.המחקר והשימוש בם החלו לפני כמה מאות שנים, אבל את המאפיינים של תרכובות אורגניות אלה בדרכים רבות ייחודיים ומיוחד שגורמים להם הכרחיים לעצם היום הזה.Polyols משמש רבות סינתזות, תעשיות ותחומי פעילות אנושית כימיות.

הראשון "היכרות" עם אתילן גליקול וההיסטוריה גליצרול ייצור

בשנת 1859, באמצעות תהליך דו-שלבים של dibromoethane אינטראקציה עם אצטט כסף וטיפול שלאחר מכן עם אשלגן הידרוקסיד מיוצר בתגובה הראשונה של אתילן גליקול, צ'ארלס וירץ מסונתז אתילן גליקול ראשון.זמן מה לאחר מכן השיטה פותח לdibromoethane הידרוליזה הישירה, אבל בקנה מידה תעשייתית באלכוהול 1,2-dihydroxyethane dihydric המאה העשרים, את זה - גליקול monoethylene, או גליקול, בארצות הברית היה מתקבל על ידי הידרוליזה של אתילן.

היום ובתעשייה ובמעבדה השתמשה במספר שיטות אחרות, חדש, חסכוני יותר בחומרי גלם ונקודת מבט אנרגיה, וידידותי לסביבה, כמו גם שימוש בחומרים כימיים המכילים או שחרור כלור, רעלים, חומרים מסרטנים ומסוכן אחריםסביבה וחומר אנושי מצטמצמת עם התפתחות כימיה "ירוקה".

Aptekar קרל וילהלם בשנת 1779 נפתח גליצרול, ובמיוחד את ההרכב של המתחם למד בשינה 1836 תיאופיל ז'ול Pelouse.שני עשורים מאוחר יותר זה היה גילה ומקורקע מבנה מולקולרי triatomic של אלכוהול בכתביו של פייר יוג'ין Berthelot Marseleya וצ'ארלס וירץ.לבסוף, גם עשרים שנה לאחר צ'ארלס פרידל הייתה סינתזה כוללת של גליצרול.נכון לעכשיו, תעשייה משתמשת בשתי שיטות להכנתו: דרך כלוריד allyl מפרופילן באמצעות acrolein גם כן.תכונות כימיות etilengilikolya כגליצרין היא בשימוש נרחב בתחומים שונים של תעשייה כימית.מבנה

ומבנה של המתחם

בלב של המולקולה הוא שלד פחמימנים בלתי רווי של אתילן, מורכב משני אטומי פחמן, שבו היה פער של קשר כפול.בחלל שהתפנה בערכיות של אטומי פחמן הצטרפו שתי קבוצות הידרוקסיל.אתילן פורמולה - C2H4, לאחר חיבור ברז הקרע והתקשרות של הקבוצות הידרוקסיל (כמה צעדים), זה נראה כמו C2H4 (OH) 2.זה אתילן גליקול.מולקולות

אתילן מתאפיינות במבנה ליניארי, ואילו אלכוהול dihydric הוא סוג של טראנס-konfigurtsii במיקום של קבוצות הידרוקסיל ביחס לשלד פחמן ולכל אחד אחר (כהגדרת המונח הוא ישים באופן מלא למצב ביחס לקשר הכפול).נקע כזה מתאים למיקום המרוחק של המימנים של הקבוצות הפונקציונליות, בפחות אנרגיה, ולכן - היציבות מרבית של המערכת.במילים פשוטות, אחד OH-קבוצה "נראית", ואחר - במורד.באותו הזמן הם תרכובת יציבה עם שתי קבוצות הידרוקסיל: עם אטום פחמן אחד כדי ליצור תערובת תגובה, הם מייד ליבש עוברים לאלדהידים.תכונות כימיות

השתייכות סיווג

של אתילן גליקול נקבעה על ידי מוצאו מהקבוצה של polyols, כלומר דיאול קבוצות, כלומר תרכובות עם שתי moieties הידרוקסיל על אטומי פחמן סמוכים.חומר, מכיל גם כמה OH-substituent הוא וגליצרול.יש בו שלוש קבוצות פונקציונליות ואלכוהול הוא הנציג הנפוץ ביותר של תת.

רבים של התרכובות בכיתה זו היא גם מוכן ומשמש בתעשייה הכימית לסינתזות שונות ולמטרות אחרות, אך השימוש באתילן גליקול יש בקנה מידה רצינית יותר, והוא מעורב כמעט בכל הענפים.זה יידון ביתר פירוט בהמשך.מאפייני

פיסיים

יישום של אתילן בשל נוכחותם של מספר הנכסים שטבועים באלכוהול polyhydric.תכונות ייחודיות זה שהנם ייחודיים למעמד הזה של תרכובות אורגניות.

החשוב ביותר של הנכסים - היא יכולת בלתי מוגבלת לערבב עם H2O.גליקול + מים נותן פתרון עם תכונה ייחודית: הטמפרטורה של נקודת הקיפאון שלה, בהתאם לריכוז של דיאול מתחת ל -70 מעלות, מהתזקיק הטהור.חשוב לציין כי תלות זו אינה ליניארית, ומגיע גליקול כמותית מסוים מתחיל השפעה הפוכה - הטמפרטורה של עליות הקפאה עם אחוז המומס.תכונה זו יושמה בייצור של נוזלים שונים נוזל לרדיאטור "nezamerzaek" אשר מתגבשים במאפיינים תרמיים נמוכים מאוד של הסביבה.

למעט במים, תהליך הפירוק ממשיך גם באלכוהול ואצטון, אבל לא נצפה בפרפין, בנזן, אתר ופחמן טטרא.שלא כמו האב הקדמון שלו אליפטי - חומר גזים כגון אתילן גליקול, אתילן גליקול - מתקתק, ברור, עם גוון קל של נוזל צהוב, טעם מתקתק, עם ריח לא אופייני הוא כמעט בלתי נדיף.הקפאה מתרחשת במאה אחוז של אתילן גליקול - 12.6 מעלות צלזיוס, ורתיחה - ב197.8.בתנאים רגילים, הצפיפות היא 1.11 גר '/ סנטימטר 3.ניתן להשיג

לייצור אתילן גליקול במספר דרכים, חלקם היום יש רק ערך היסטורי או preparative, ואחרים נמצאים בשימוש פעיל על ידי אדם בקנה מידה תעשייתי, ולא רק.בעקבות בסדר כרונולוגי, הבה נבחן את החשוב ביותר.

כבר תואר בשיטה הראשונה של הפקת dibromoethane אתילן.קשר כפול אתילן פורמולה הוא שבור, והערכיויות חופשיות תפוסות על ידי הלוגנים, - יש בנוסף לפחמן ומימן במבנה שלה שני האטומים ברום - חומר המוצא העיקרי בתגובה זו.ההיווצרות של מתחם ביניים בשלב הראשון של התהליך היא אפשרית רק בגלל המחשוף שלהם, כלומר. החלפת E. של קבוצות אצטט, על הידרוליזה נוספת שהפך לאלכוהול.

במהלך התפתחות נוספת של המדע הפך להיות אפשרי כדי לייצר אתילן על ידי הידרוליזה ישירה של כל ethanes הוחלף עם שני הלוגנים על אטומי פחמן סמוכים, על ידי תמיסות מימיות של פחמתי מתכת אלקלית או קבוצת H2O (פחות מגיב לסביבה) ודו תחמוצת עופרת.התגובה היא די "זמן רב" ומתרחשת רק בהרבה טמפרטורות ולחצים גבוהות יותר, אבל זה לא עצר את הגרמנים בתקופת מלחמות העולם להשתמש בשיטה זו לייצור אתילן בקנה מידה תעשייתית.

תפקיד בהתפתחות של כימיה אורגנית שיחק שיטת ייצור של אתילן גליקול מפחם על ידי מלחי מתכות אלקליות הידרוליזה של הקבוצה.על ידי הגדלת טמפרטורת התגובה ל -170 מעלות התשואה הגיעה ל -90%.אבל היה חסרון משמעותי - גליקול הוציא איכשהו מתמיסת מלח, אשר מזוהה ישירות עם מספר הקשיים.החוקרים פתרו בעיה זו על ידי פיתוח שיטה עם אותו חומר ההתחלה, אבל על ידי שבירת התהליך לשני שלבים.

etilenglikolatsetatov הידרוליזה, כשלב הסופי של השיטה בעבר וירץ, הפכה לדרך נפרדת, כאשר הצליח להשיג חומר מוצא על ידי חמצון של אתילן בחומצה אצטית עם חמצן, כלומר, ללא שימוש במזיק יקר ולא בכל תרכובות ההלוגן.

הידוע גם שיטות רבות של ייצור של אתילן גליקול ידי hydroperoxides חמצון, תחמוצות, peracids האורגני בנוכחות זרזים (תרכובות אוסמיום), אשלגן כלוריד, ואחרים. יש גם שיטות אלקטרו-כימי וקרינה.תכונות כימיות נפוצות מאפייני

תכונות כימיות

של אתילן גליקול נקבעת על ידי הקבוצות הפונקציונליות שלה.התגובות עשויות להיות מעורבות substituent הידרוקסיל אחד או שניהם, תלוי בתנאי התהליך.ההבדל העיקרי בתגובתיות הוא שבשל נוכחותם במספר הידרוקסיל אלכוהול polyhydric וההשפעה ההדדית שלהם היא תכונות חומצי חזקות יותר חד ערכי "עמיתים".לכן, תגובות עם מוצרי אלקלי הן מלח (גליקול - glycolates לגליצרול - glycerate).

התכונות הכימיות של אתילן גליקול כמו גם גליצרול, התגובה כוללת את כל הקטגוריות של אלכוהול monohydric.גליקול נותן אסטרים מלאים וחלקיים בתגובות עם חומצות monobasic, glycolates, בהתאמה, נוצרים עם מתכות אלקליות ועם תהליך כימי עם חומצות חזקות או מלחי חומצה אצטית אלדהיד שוחרר - בשל מחשוף של מולקולות של אטום המימן.

מגיב עם מתכות פעילים תגובת

של אתילן גליקול עם מתכות פעילים (עומדים אחרי המימן במתח הסדרה הכימית) בטמפרטורות גבוהות נותן מתכת אתילן גליקול בתוספת מימן הוא שוחרר.

C2H4 (OH) 2 + H → S2N4O2H, כאשר X - המתכת דו הערכית הפעילה.תגובת

איכותית לpolyol

אתילן להבחין מכל נוזל אחר שאתה יכול להשתמש בתגובות חזותיות הייחודיות למעמד הזה של תרכובות.לשם כך, פתרון חסר צבע נשפך הידרוקסיד-זירז אלכוהול של נחושת (2) בעל צבע כחול אופייני.האינטראקציה של הרכיבים המעורבים הוא ציין ופירוק של המשקע בצבע הכחול מכתים פתרון הרווי - עקב היווצרות של glycolate הנחושת (2).

פלמור

תכונות כימיות של אתילן גליקול הן חשובות לייצור ממסים.התייבשות מולקולאריים של החומר, כלומר החיסול של מים מכל אחד משתי מולקולות של גליקול והעמותה הבאה שלהם (קבוצת הידרוקסיל אחד מפוצלת לגמרי, ומפסולת אחרת רק מימן), מאפשר לקבל ממס ייחודי אורגני - Dioxane, שלעתים קרובות משמש בכימיה אורגנית,למרות רעילותו הגבוהה.

Exchange הידרוקסיל ידי הלוגן

בתגובה של אתילן גליקול עם חומצות hydrohalic נצפה החלפת הקבוצות הידרוקסיל של הלוגן בהתאמה.מידת התחליפיות תלויה בריכוז טוחנת של הליד מימן בתערובת התגובה:

HO-CH2-CH2-OH + X → 2NH-CH2-CH2-X, כאשר X - כלורו או bromo.הכנה של אסטרים

בתגובות של אתילן עם חומצה חנקתית (ריכוז ספציפי) וחומצות אורגניות monobasic (פורמית, אצטית, פרופיונית, קרנבל, ולריו ולא. ד) ההיווצרות של המתחם, ולפיכך, monoethers.עם ריכוזים אחרים של חומצה חנקתית - di- וגליקול trinitroefirov.כזרז, חומצה גופרתית משמשת ריכוז שנקבע מראש.נגזרי גליקול הקריטי

חומרי

יקרים, אשר זמינים מכהלי polyhydric ידי תגובות כימיות פשוטות (כמתואר לעיל), הם קטונים של אתילן גליקול.כלומר monomethyl וmonoethyl שנוסחות - HO-CH2-CH2-O-CH3 וHO-CH2-CH2-O-C2H5, בהתאמה.תכונות כימיות, הם הרבה כמו glycols, אבל, בדיוק כמו כל כיתה אחרת של תרכובות יש מאפיינים ייחודיים שתגובה הם ייחודיים להם:

• Monometiletilenglikol הוא נוזל ללא צבע, אבל עם ריח מגעיל אופייני, שחין ב124, 6 מעלות צלסיוס, נמסה היטב באתנול וממסים אורגניים אחרים ומים באופן משמעותי יותר מאשר נדיפים גליקול, וצפיפות פחות מזה של מים (כ .965 גרם / סנטימטר 3).
• Dimetiletilenglikol - כנוזל, אבל ריח פחות אופייני, צפיפות של .935 g / cm3, הטמפרטורה רותח 134 מעלות מעל האפס והמסיסות, ביחס לhomologue הקודם.cellosolve

יישום - באופן כללי, מה שנקרא אתילן גליקול מונו - הוא די נפוץ.הם משמשים כמגיבים וממסים בסינתזה אורגנית.חלים גם על התכונות הפיזיות שלהם ותוספים אנטי-קורוזיה בנוזל לרדיאטור anticrystallization ושמן מנוע.יישומי

ותמחור של סדרת ייצור מפעלי

עלות ומפעלים העוסקים בייצור והמכירה של כימיקלים כגון, נעים בין ממוצע של כ -100 רובל לקילו של תרכובות כימיות כגון אתילן גליקול.המחיר תלוי בטוהר של החומר ואחוז המקסימאלי של המוצר הרצוי.

השימוש באתילן גליקול אינו מוגבל לכל אחד באזור.כך, בשימוש בו כחומר גלם בייצור של ממסים אורגניים וסיבי שרף סינטטיים, נוזל, הקפאה בטמפרטורות נמוכות.הוא מעורב בתעשיות רבות כגון רכב, תעופה, תרופות, חשמל, עור, טבק.בואו נודה בזה המשקל של חשיבותה לסינתזה אורגנית.

חשוב לזכור כי גליקול - תרכובת רעילה שיכול לגרום לניזק בלתי הפיך לבריאות אדם.לכן, הוא מאוחסן במיכלים אטומים עשויים מאלומיניום או פלדה עם שכבה פנימית אופציונלית מגן על הטנק מפני קורוזיה, בתנוחה זקופה, וחדרים אינם מצוידים במערכות חימום, אבל עם אוורור טוב.תקופת - לא יותר מחמש שנים.