Az etilén az alkéneknek nevezett szerves vegyületek közül a legegyszerűbb. Színtelen gyúlékony gáz, édeskés ízű és szagú. Természetes forrása a földgáz és az olaj, a növények természetes hormonja is, ahol gátolja a növekedést és elősegíti a gyümölcs érését. Az etilén használata általános az ipari szerves kémiában. Földgáz hevítésével állítják elő, olvadáspontja 169,4°C, forráspontja 103,9°C.
Etilén: szerkezeti jellemzők és tulajdonságok
A szénhidrogének hidrogént és szenet tartalmazó molekulák. Az egyes és kettős kötések számát és az egyes komponensek szerkezeti orientációját tekintve nagyon eltérőek. Az egyik legegyszerűbb, de biológiailag és gazdaságilag előnyös szénhidrogén az etilén. Gázhalmazállapotú, színtelen és gyúlékony. Két kettős kötésű szénatomból és hidrogénatomokból áll. A kémiai képlet: C2H4. A molekula szerkezeti formája lineáris, mivel a központban kettős kötés található.
Az etilénnek édeskés pézsmaillata van, ami megkönnyítiazonosítsa az anyagot a levegőben. Ez a tiszta gázra vonatkozik: a szag eltűnhet, ha más vegyszerekkel keveredik.
Etilén alkalmazási séma
Az etilént két fő kategóriában használják: monomerként, amelyből nagy szénláncok épülnek fel, és más kétszéntartalmú vegyületek kiindulási anyagaként. A polimerizáció sok kis etilénmolekula ismételt kombinációja nagyobb molekulákká. Ez a folyamat magas nyomáson és hőmérsékleten megy végbe. Az etilén felhasználása számos. A polietilén olyan polimer, amelyet különösen nagy mennyiségben használnak csomagolófóliák, huzalbevonatok és műanyag palackok gyártásában. Az etilén monomerként való másik felhasználása lineáris α-olefinek képzésére vonatkozik. Az etilén számos kétszéntartalmú vegyület, például etanol (műszaki alkohol), etilén-oxid (fagyálló, poliészter szálak és filmek), acetaldehid és vinil-klorid előállításának kiindulási anyaga. Ezen vegyületek mellett az etilén benzollal etil-benzolt képez, amelyet műanyagok és szintetikus gumi előállításához használnak. A kérdéses anyag az egyik legegyszerűbb szénhidrogén. Az etilén tulajdonságai azonban biológiailag és gazdaságilag jelentőssé teszik.
Kereskedelmi használatra
Az etilén tulajdonságai jó kereskedelmi alapot biztosítanak számos szerves (szenet és hidrogént tartalmazó) anyag számára. Egyetlen etilénmolekulák lehetnekösszekapcsolva polietilént (ami sok etilénmolekulát jelent). A polietilént műanyagok gyártására használják. Ezenkívül mosószerek és szintetikus kenőanyagok készítésére is használható, amelyek a súrlódás csökkentésére használt vegyszerek. Az etilén felhasználása sztirolok előállítására releváns a gumi- és védőcsomagolások létrehozásának folyamatában. Ezenkívül a cipőiparban, különösen a sportcipőkben, valamint az autógumik gyártásában használják. Az etilén használata kereskedelmi szempontból fontos, és maga a gáz az egyik leggyakrabban előállított szénhidrogén globális szinten.
Egészségügyi veszély
Az etilén elsősorban azért veszélyes az egészségre, mert gyúlékony és robbanásveszélyes. Alacsony koncentrációban gyógyszerként is hathat, hányingert, szédülést, fejfájást és koordinációs zavarokat okozva. Magasabb koncentrációban érzéstelenítőként hat, eszméletvesztést, fájdalomra és egyéb ingerekre való érzéketlenséget okoz. Mindezek a negatív szempontok elsősorban a gázzal közvetlenül dolgozók számára adhatnak okot aggodalomra. Az etilén mennyisége, amellyel a legtöbb ember találkozik mindennapi életében, általában viszonylag kicsi.
Etilénreakciók
1) Oxidáció. Ez oxigén hozzáadása, például az etilén etilén-oxiddá történő oxidációja során. ben használjákfagyálló folyadékként használt etilénglikol (1,2-etándiol) és poliészterek kondenzációs polimerizációval történő előállításában.
2) Halogénezés – reakciók etilénnel, fluorral, klórral, brómmal, jóddal.
3) Etilén klórozása 1,2-diklór-etánként, majd az 1,2-diklór-etán átalakítása vinil-klorid monomerré. Az 1,2-diklór-etán hasznos szerves oldószer, és értékes prekurzor a vinil-klorid szintézisében is.
4) Alkilezés - szénhidrogének hozzáadása a kettős kötéshez, például etil-benzol szintézise etilénből és benzolból, majd sztirollá történő átalakítás. Az etilbenzol a sztirol, az egyik legszélesebb körben használt vinil-monomer előállításának köztiterméke. A sztirol a polisztirol előállításához használt monomer.
5) Etilén elégetése. A gázt etil-alkohol és tömény kénsav melegítésével nyerik.
6) A hidratáció egy kettős kötéshez víz hozzáadásával lejátszódó reakció. Ennek a reakciónak a legfontosabb ipari alkalmazása az etilén etanollá történő átalakítása.
Etilén és égés
Az etilén színtelen gáz, amely vízben rosszul oldódik. Az etilén levegőben történő égését szén-dioxid és víz képződése kíséri. A gáz tiszta formájában könnyű diffúziós lánggal ég. Kis mennyiségű levegővel összekeverve lángot ad, amely három különálló rétegből - egy belső magból - el nem égett gázból, egy kékeszöld rétegből és egy külső kúpból áll, ahol a részben oxidált termékaz előkevert rétegből diffúziós lángban égnek. A keletkező láng összetett reakciósorozatot mutat, és ahogy több levegőt adnak a gázelegyhez, a diffúziós réteg fokozatosan eltűnik.
Hasznos tények
1) Az etilén egy természetes növényi hormon, hatással van minden növény növekedésére, fejlődésére, érésére és öregedésére.
2) A gáz bizonyos koncentrációban (100-150 mg) nem káros és nem mérgező az emberre.
3) Az orvostudományban fájdalomcsillapítóként használják.
4) Az etilén lelassul alacsony hőmérsékleten.
5) Jellemző tulajdonsága a jó áthatolás a legtöbb anyagon, például karton csomagolódobozokon, fa- és még betonfalakon is.
6 A károsodás mértéke a koncentrációtól, az expozíció időtartamától és a hőmérséklettől függ.
7) Az etilén nagy koncentrációban robbanásveszélyes.
8) Az etilént az autóipar speciális üvegeinek gyártásához használják.
9) Szerkezeti acélgyártás: A gázt oxigén-üzemanyagként használják fémvágáshoz, hegesztéshez és nagy sebességű termikus permetezéshez.
10) Finomítás: Etilént használnakhűtőközegként, különösen LNG-üzemekben.
11) Mint korábban említettük, az etilén nagyon reaktív anyag, ráadásul nagyon gyúlékony is. Biztonsági okokból általában speciális külön gázvezetéken keresztül szállítják.
12) Az egyik leggyakoribb közvetlenül etilénből készült termék a műanyag.
