Uporaba etilena. Lastnosti etilena

Etilen je najpreprostejši organskih spojin, znanih kot alkeni. Je brezbarven vnetljiv plin, ki ima sladek okus in vonj. Naravni viri vključujejo zemeljski plin in olje, je tudi naravni hormon v rastlinah, v katerem zavira rast in spodbuja zorenje plodov. Uporaba etilena je pogost pojav v industrijski organski kemiji. Nastane s segrevanjem zemeljskega plina, tališče je 169,4 ° C, vrelo - 103, 9 ° C.

Etilen: strukturne značilnosti in lastnosti

Ogljikovodiki so molekule, ki vsebujejo vodik in ogljik. Zelo se razlikujejo glede na število posameznih in dvojnih vezi ter strukturno usmerjenost vsake komponente. Eden od najpreprostejših, vendar biološko in ekonomsko ugodnih ogljikovodikov je etilen. Dobavljen je v plinastem stanju, brezbarven in vnetljiv. Sestoji iz dveh dvojno vezanih ogljikovih atomov z atomi vodika. Kemijska formula ima obliko C2H4. Strukturna oblika molekule je linearna zaradi prisotnosti dvojne vezi v sredini.
Etilen ima sladek vonj po moškem, ki olajša identifikacijo snovi v zraku. To velja za plin v čisti obliki: vonj se lahko zmeša z drugimi kemikalijami.

Shema uporabe etilena

Etilen se uporablja v dveh glavnih kategorijah: kot monomer, iz katerega so zgrajene velike ogljikove verige, in kot izhodiščni material za druge dve ogljikove spojine. Polimerizacije ponavljajo kombinacije številnih majhnih etilenskih molekul v večje. Ta proces se pojavi pri visokih tlakih in temperaturah. Področja uporabe etilena so številna. Polietilen je polimer, ki se posebej uporablja v proizvodnji embalažnih filmov, žičnih prevlek in plastičnih steklenic. Druga uporaba etilena kot monomera se nanaša na tvorbo linearnih α-olefinov. Etilen je izhodiščni material za pripravo večih ogljikovih spojin, kot so etanol (tehnični alkohol), etilen oksid (sredstvo proti zmrzovanju, poliestrska vlakna in folije), acetaldehid in vinil klorid. Poleg teh spojin etilen z benzenom tvori etilbenzen, ki se uporablja pri proizvodnji plastike in sintetičnega kavčuka. Obravnavana snov je eden najpreprostejših ogljikovodikov. Vendar pa lastnosti etilena postanejo biološko in ekonomsko pomembne.

Komercialna uporaba

Lastnosti etilena zagotavljajo dobro komercialno osnovo za veliko količino organskih snovi, ki vsebujejo ogljik in vodik. Molekule posameznih etilenov lahko združimo skupaj, da proizvedemo polietilen (kar pomeni veliko molekul etilena). Polietilen se uporablja za izdelavo plastike. Poleg tega se lahko uporablja za izdelavo detergentov in sintetičnih maziv, ki so kemikalije, ki se uporabljajo za zmanjšanje trenja. Uporaba etilena za proizvodnjo stirena je pomembna pri ustvarjanju gume in zaščitne embalaže. Poleg tega se uporablja v industriji čevljev, zlasti v zvezi s športnimi čevlji, pa tudi pri proizvodnji avtomobilskih gum. Uporaba etilena je komercialno pomembna in sam plin je eden najpogosteje pridobljenih ogljikovodikov v svetovnem merilu.

Nevarnost za zdravje

Etilen predstavlja nevarnost za zdravje, ker je zelo vnetljiv in eksploziven. Lahko deluje tudi kot zdravilo pri nizkih koncentracijah, ki povzroča slabost, omotico, glavobole in izgubo koordinacije gibanja. Pri višjih koncentracijah deluje kot anestetik, kar povzroča izgubo zavesti, neobčutljivost na bolečine in druge dražilne snovi. Vsi ti negativni vidiki so lahko razlog za skrb predvsem za ljudi, ki neposredno delajo s plinom. Količina etilena, ki jo večina ljudi srečuje v vsakdanjem življenju, je navadno sorazmerno majhna.

Etilenske reakcije

1) Oksidacija. To je dodajanje kisika, na primer pri oksidaciji etilena v etilen oksid. Uporablja se pri proizvodnji etilen glikola (1,2-etandiola), ki se uporablja kot tekočina brez zmrzovanja in pri proizvodnji poliestrov s kondenzacijsko polimerizacijo.

2) Halogeniranje - reakcije z etilenom fluora, klora, broma in joda.

3) Kloriranje etilena v obliki 1,2-dikloroetana in naknadne pretvorbe monomera 1,2-dikloroetana v vinil klorid. 1,2-dikloroetan je koristno organsko topilo in je tudi dragocen predhodnik pri sintezi vinilklorida.
4) Alkilacija je dodajanje ogljikovodikov nad dvojno vezjo, na primer sintezo etilbenzena iz etilena in benzena, čemur sledi pretvorba v stiren. Etilbenzen je intermediat za proizvodnjo stirena, enega najbolj razširjenih vinilnih monomerov. Stirol je monomer, ki se uporablja za proizvodnjo polistirena.

5) zgorevanje etilena. Plin se pridobiva s segrevanjem etanola in koncentrirane žveplove kisline.

6) Hidracija je reakcija z dodajanjem vode v dvojno vez. Najpomembnejša industrijska uporaba te reakcije je pretvorba etilena v etanol.

Etilen in zgorevanje

Etilen je plin brez barve, ki je v vodi slabo topen. Zgorevanje etilena v zraku spremlja nastajanje ogljikovega dioksida in vode. V čisti obliki plin zgori s svetlobnim difuzijskim plamenom. Mešan z majhno količino zraka, daje plamen, sestavljen iz treh ločenih plasti - notranjega jedra - nezgorelega plina, modro-zelene plasti in zunanjega stožca, kjer delno oksidiran proizvod iz premišljene plasti opeče v difuzijskem plamenu. Nastali plamen pokaže kompleksno vrsto reakcij, in če v mešanico plinov dodamo več zraka, postane difuzijski sloj postopoma izginil.

Koristna dejstva

1) Etilen je naravni rastlinski hormon, vpliva na rast, razvoj, zorenje in staranje vseh rastlin.

2) Plin ni škodljiv in ni strupen za ljudi v določeni koncentraciji (100-150 mg).

3) Uporablja se v medicini kot anestetik.

4) Učinek etilena upočasni pri nizkih temperaturah.

5) Značilna lastnost je dobra penetracijska moč preko večine snovi, na primer skozi kartonske embalažne omare, lesene in celo betonske stene.

6) Medtem ko je zaradi svoje zmožnosti za začetek postopka zorenja neprecenljiv, je lahko tudi zelo škodljivo za veliko sadja, zelenjave, cvetja in rastlin, pospešuje proces staranja ter zmanjša kakovost proizvoda in njegov rok uporabnosti. Stopnja škode je odvisna od koncentracije, trajanja izpostavljenosti in temperature.

7) Etilen je eksploziven v visokih koncentracijah.

8) Etilen se uporablja pri proizvodnji stekla za posebne namene za avtomobilsko industrijo.

9) Proizvodnja kovinskih konstrukcij: plin se uporablja kot plin iz kisikovega goriva za rezanje kovin, varjenje in visoko hitrost termičnega brizganja.

10) Rafiniranje: etilen se uporablja kot hladilno sredstvo, zlasti pri utekočinjanju zemeljskega plina.

11) Kot je bilo že omenjeno, je etilen zelo reaktivna snov, poleg tega pa tudi zelo enostavno vžge. Iz varnostnih razlogov se običajno prevaža s posebnim ločenim plinovodom.

12) Eden najpogostejših izdelkov, izdelanih neposredno iz etilena, je plastika.