Etilen je najjednostavniji od organskih spojeva poznatih kao alkeni. To je bezbojni zapaljivi plin slatkastog okusa i mirisa. Prirodni izvori uključuju prirodni plin i naftu, također je prirodni hormon u biljkama gdje inhibira rast i potiče sazrijevanje plodova. Upotreba etilena je uobičajena u industrijskoj organskoj kemiji. Proizvodi se zagrijavanjem prirodnog plina, talište je 169,4°C, vrelište je 103,9°C.
Etilen: strukturne značajke i svojstva
Ugljikovodici su molekule koje sadrže vodik i ugljik. One se jako razlikuju u smislu broja jednostrukih i dvostrukih veza i strukturne orijentacije svake komponente. Jedan od najjednostavnijih, ali biološki i ekonomski korisnih ugljikovodika je etilen. Isporučuje se u plinovitom obliku, bezbojan je i zapaljiv. Sastoji se od dva dvostruko vezana atoma ugljika s atomima vodika. Kemijska formula je C2H4. Strukturni oblik molekule je linearan zbog prisutnosti dvostruke veze u središtu.
Etilen ima slatkasti mošusni miris koji olakšavaidentificirati tvar u zraku. Ovo se odnosi na plin u njegovom čistom obliku: miris može nestati kada se pomiješa s drugim kemikalijama.
shema primjene etilena
Etilen se koristi u dvije glavne kategorije: kao monomer od kojeg se grade veliki ugljični lanci i kao početni materijal za druge spojeve s dva ugljika. Polimerizacije su ponavljane kombinacije mnogih malih molekula etilena u veće. Taj se proces odvija pri visokim pritiscima i temperaturama. Primjene etilena su brojne. Polietilen je polimer koji se posebno u velikim količinama koristi u proizvodnji ambalažnih folija, žičanih premaza i plastičnih boca. Druga upotreba etilena kao monomera odnosi se na stvaranje linearnih α-olefina. Etilen je polazni materijal za pripremu niza spojeva s dva ugljika, kao što su etanol (tehnički alkohol), etilen oksid (antifriz, poliesterska vlakna i filmovi), acetaldehid i vinil klorid. Osim ovih spojeva, etilen s benzenom tvori etilbenzen koji se koristi u proizvodnji plastike i sintetičke gume. Riječ je o jednoj od najjednostavnijih ugljikovodika. Međutim, svojstva etilena čine ga biološki i ekonomski značajnim.
Komercijalna upotreba
Svojstva etilena pružaju dobru komercijalnu osnovu za veliki broj organskih (sadrže ugljik i vodik) materijala. Pojedinačne molekule etilena mogu bitispojeni kako bi napravili polietilen (što znači mnogo molekula etilena). Polietilen se koristi za proizvodnju plastike. Osim toga, može se koristiti za izradu deterdženata i sintetičkih maziva, koji su kemikalije koje se koriste za smanjenje trenja. Korištenje etilena za dobivanje stirena relevantno je u procesu stvaranja gumene i zaštitne ambalaže. Osim toga, koristi se u industriji obuće, posebno u sportskoj obući, kao i u proizvodnji automobilskih guma. Upotreba etilena je komercijalno važna, a sam plin jedan je od najčešće proizvedenih ugljikovodika na globalnoj razini.
Opasnost po zdravlje
Etilen je opasan po zdravlje prvenstveno zato što je zapaljiv i eksplozivan. Također može djelovati kao droga u niskim koncentracijama, uzrokujući mučninu, vrtoglavicu, glavobolju i nekoordinaciju. U većim koncentracijama djeluje kao anestetik, uzrokujući nesvijest, neosjetljivost na bol i druge podražaje. Svi ovi negativni aspekti mogu biti razlog za zabrinutost prije svega za ljude koji izravno rade s plinom. Količina etilena s kojom se većina ljudi susreće u svakodnevnom životu obično je relativno mala.
reakcije etilena
1) Oksidacija. To je dodavanje kisika, na primjer, u oksidaciji etilena u etilen oksid. Koristi se uu proizvodnji etilen glikola (1,2-etandiol), koji se koristi kao tekućina protiv smrzavanja i u proizvodnji poliestera kondenzacijskom polimerizacijom.
2) Halogenacija - reakcije s etilenom fluora, klora, broma, joda.
3) Kloriranje etilena kao 1,2-dikloretan i naknadna konverzija 1,2-dikloretana u monomer vinil klorida. 1,2-dikloretan je korisno organsko otapalo i također je vrijedan prekursor u sintezi vinil klorida.
4) Alkilacija - dodavanje ugljikovodika na dvostruku vezu, na primjer, sinteza etilbenzena iz etilena i benzena, nakon čega slijedi pretvorba u stiren. Etilbenzen je međuprodukt za proizvodnju stirena, jednog od najčešće korištenih vinilnih monomera. Stiren je monomer koji se koristi za izradu polistirena.
5) Izgaranje etilena. Plin se dobiva zagrijavanjem etilnog alkohola i koncentrirane sumporne kiseline.
6) Hidratacija je reakcija s dodatkom vode na dvostruku vezu. Najvažnija industrijska primjena ove reakcije je pretvorba etilena u etanol.
Etilen i izgaranje
Etilen je bezbojni plin koji je slabo topiv u vodi. Izgaranje etilena u zraku popraćeno je stvaranjem ugljičnog dioksida i vode. U svom čistom obliku, plin gori laganim difuzijskim plamenom. Pomiješan s malom količinom zraka, daje plamen koji se sastoji od tri odvojena sloja - unutarnje jezgre - neizgorjeli plin, plavo-zelenog sloja i vanjskog stošca gdje je djelomično oksidirani produktiz prethodno izmiješanog sloja spaliti u difuzijskom plamenu. Nastali plamen pokazuje složen niz reakcija, a kako se plinskoj smjesi dodaje više zraka, difuzijski sloj postupno nestaje.
Korisne činjenice
1) Etilen je prirodni biljni hormon, utječe na rast, razvoj, sazrijevanje i starenje svih biljaka.
2) Plin nije štetan i netoksičan za ljude u određenoj koncentraciji (100-150 mg).
3) U medicini se koristi kao sredstvo protiv bolova.
4) Etilen usporava na niskim temperaturama.
5) Karakteristično svojstvo je dobro prodiranje kroz većinu tvari, kao što su kartonske kutije za pakiranje, drveni, pa čak i betonski zidovi.
6) Iako je neprocjenjiv zbog svoje sposobnosti pokretanja procesa zrenja, također može biti vrlo štetan za mnogo voća, povrća, cvijeća i biljaka, ubrzavajući proces starenja i smanjujući kvalitetu proizvoda i rok trajanja. Stupanj oštećenja ovisi o koncentraciji, trajanju izlaganja i temperaturi.
7) Etilen je eksplozivan pri visokim koncentracijama.
8) Etilen se koristi u proizvodnji specijalnog stakla za automobilsku industriju.
9) Izrada konstrukcijskog čelika: plin se koristi kao plin s kisikom za rezanje metala, zavarivanje i termalno raspršivanje velikom brzinom.
10) Rafiniranje: Koristi se etilenkao rashladno sredstvo, posebno u LNG postrojenjima.
11) Kao što je ranije spomenuto, etilen je vrlo reaktivna tvar, osim toga, vrlo je zapaljiv. Iz sigurnosnih razloga obično se transportira posebnim zasebnim plinovodom.
12) Jedan od najčešćih proizvoda izrađenih izravno od etilena je plastika.
