Etilenas yra paprasčiausias iš organinių junginių, žinomų kaip alkenai. Tai bespalvės degios dujos, turinčios saldų skonį ir kvapą. Natūralūs š altiniai yra gamtinės dujos ir aliejus, taip pat natūralus augalų hormonas, kuris stabdo augimą ir skatina vaisių nokimą. Etilenas yra įprastas pramoninėje organinėje chemijoje. Jis gaminamas kaitinant gamtines dujas, lydymosi temperatūra 169,4°C, virimo temperatūra 103,9°C.
Etilenas: konstrukcijos ypatybės ir savybės
Angliavandeniliai yra molekulės, kuriose yra vandenilio ir anglies. Jie labai skiriasi viengubųjų ir dvigubų jungčių skaičiumi ir kiekvieno komponento struktūrine orientacija. Vienas iš paprasčiausių, tačiau biologiškai ir ekonomiškai naudingų angliavandenilių yra etilenas. Jis tiekiamas dujine forma, yra bespalvis ir degus. Jį sudaro du dvigubai sujungti anglies atomai su vandenilio atomais. Cheminė formulė yra C2H4. Struktūrinė molekulės forma yra linijinė, nes centre yra dviguba jungtis.
Etilenas turi saldų muskuso kvapą, todėl jį lengvaidentifikuoti ore esančią medžiagą. Tai taikoma grynoms dujoms: sumaišius su kitomis cheminėmis medžiagomis kvapas gali išnykti.
Etileno naudojimo schema
Etilenas naudojamas dviem pagrindinėms kategorijoms: kaip monomeras, iš kurio susidaro didelės anglies grandinės, ir kaip kitų dviejų anglies junginių pradinė medžiaga. Polimerizacija yra pakartotinis daugelio mažų etileno molekulių derinys į didesnes. Šis procesas vyksta esant aukštam slėgiui ir temperatūrai. Etileno panaudojimo galimybės yra įvairios. Polietilenas yra polimeras, kuris ypač dideliais kiekiais naudojamas pakavimo plėvelių, vielos dangų ir plastikinių butelių gamyboje. Kitas etileno kaip monomero panaudojimas yra susijęs su linijinių α-olefinų susidarymu. Etilenas yra pradinė medžiaga ruošiant daugybę dviejų anglies junginių, tokių kaip etanolis (techninis alkoholis), etileno oksidas (antifrizas, poliesterio pluoštai ir plėvelės), acetaldehidas ir vinilo chloridas. Be šių junginių, etilenas su benzenu sudaro etilbenzeną, kuris naudojamas plastikų ir sintetinės gumos gamyboje. Nagrinėjama medžiaga yra vienas iš paprasčiausių angliavandenilių. Tačiau dėl etileno savybių jis yra biologiškai ir ekonomiškai reikšmingas.
Komercinis naudojimas
Etileno savybės sudaro gerą komercinį pagrindą daugeliui organinių (kurių sudėtyje yra anglies ir vandenilio) medžiagų. Pavienės etileno molekulės gali būtisujungti, kad būtų pagamintas polietilenas (tai reiškia, kad yra daug etileno molekulių). Polietilenas naudojamas plastikui gaminti. Be to, iš jo galima gaminti ploviklius ir sintetinius tepalus – chemines medžiagas, kurios mažina trintį. Etileno naudojimas stirenams gauti yra aktualus kuriant guminę ir apsauginę pakuotę. Be to, jis naudojamas avalynės, ypač sportinių batų, pramonėje, taip pat automobilių padangų gamyboje. Etileno naudojimas yra komerciškai svarbus, o pačios dujos yra vienos dažniausiai pasaulyje gaminamų angliavandenilių.
Pavojus sveikatai
Etilenas yra pavojingas sveikatai visų pirma todėl, kad yra degus ir sprogus. Jis taip pat gali veikti kaip vaistas mažomis koncentracijomis, sukelti pykinimą, galvos svaigimą, galvos skausmą ir koordinacijos sutrikimą. Didesnėmis koncentracijomis jis veikia kaip anestetikas, sukelia sąmonės netekimą, nejautrumą skausmui ir kitiems dirgikliams. Visi šie neigiami aspektai visų pirma gali kelti susirūpinimą žmonėms, tiesiogiai dirbantiems su dujomis. Etileno kiekis, su kuriuo dauguma žmonių susiduria kasdieniame gyvenime, paprastai yra palyginti mažas.
Etileno reakcijos
1) Oksidacija. Tai yra deguonies pridėjimas, pavyzdžiui, oksiduojant etileną į etileno oksidą. Jis naudojamasetilenglikolio (1, 2-etandiolio), kuris naudojamas kaip antifrizas, gamyboje ir poliesterių gamyboje kondensacinės polimerizacijos būdu.
2) Halogeninimas – reakcijos su fluoro, chloro, bromo, jodo etilenu.
3) Etileno chlorinimas 1,2-dichloretanu ir vėlesnis 1,2-dichloretano pavertimas vinilchlorido monomeru. 1,2-dichloretanas yra naudingas organinis tirpiklis, taip pat vertingas pirmtakas vinilo chlorido sintezėje.
4) Alkilinimas – angliavandenilių pridėjimas prie dvigubos jungties, pavyzdžiui, etilbenzeno sintezė iš etileno ir benzeno, po to paverčiama stirenu. Etilbenzenas yra tarpinis produktas gaminant stireną, vieną iš plačiausiai naudojamų vinilo monomerų. Stirenas yra monomeras, naudojamas polistirenui gaminti.
5) Etileno deginimas. Dujos gaunamos kaitinant etilo alkoholį ir koncentruotą sieros rūgštį.
6) Hidratacija yra reakcija į dvigubą jungtį pridedant vandens. Svarbiausias šios reakcijos pramoninis pritaikymas yra etileno pavertimas etanoliu.
Etilenas ir degimas
Etilenas yra bespalvės dujos, blogai tirpstančios vandenyje. Etileno degimą ore lydi anglies dioksido ir vandens susidarymas. Gryna forma dujos dega lengva difuzine liepsna. Sumaišytas su nedideliu oro kiekiu, susidaro liepsna, susidedanti iš trijų atskirų sluoksnių – vidinio šerdies – nesudegusių dujų, mėlynai žalio sluoksnio ir išorinio kūgio, kuriame yra iš dalies oksiduotas produktas.iš iš anksto sumaišyto sluoksnio dega difuzinėje liepsnoje. Susidariusi liepsna rodo sudėtingą reakcijų seriją, o kai į dujų mišinį įpilama daugiau oro, difuzinis sluoksnis palaipsniui išnyksta.
Naudingi faktai
1) Etilenas yra natūralus augalų hormonas, jis veikia visų augalų augimą, vystymąsi, brendimą ir senėjimą.
2) Dujos yra nekenksmingos ir netoksiškos žmonėms, kai yra tam tikra koncentracija (100–150 mg).
3) Jis naudojamas medicinoje kaip skausmą malšinantis vaistas.
4) Etilenas sulėtėja esant žemai temperatūrai.
5) Būdinga savybė yra geras prasiskverbimas per daugumą medžiagų, pvz., kartonines pakavimo dėžes, medines ir net betonines sienas.
6) Nors jis yra neįkainojamas dėl gebėjimo inicijuoti nokimo procesą, jis taip pat gali būti labai žalingas daugeliui vaisių, daržovių, gėlių ir augalų, pagreitindamas senėjimo procesą ir sumažindamas produkto kokybę bei galiojimo laiką. Pažeidimo laipsnis priklauso nuo koncentracijos, poveikio trukmės ir temperatūros.
7) Didelės koncentracijos etilenas yra sprogus.
8) Etilenas naudojamas gaminant specialų stiklą automobilių pramonei.
9) Konstrukcinio plieno gamyba: dujos naudojamos kaip deguonies kuro dujos metalo pjovimui, suvirinimui ir greitam terminiam purškimui.
10) Rafinavimas: naudojamas etilenaskaip š altnešis, ypač SGD gamyklose.
11) Kaip minėta anksčiau, etilenas yra labai reaktyvi medžiaga, be to, jis taip pat labai degus. Saugumo sumetimais jis dažniausiai gabenamas specialiu atskiru dujotiekiu.
12) Vienas iš labiausiai paplitusių gaminių, pagamintų tiesiogiai iš etileno, yra plastikas.
