TLENEK ETYLENU: STRUKTURA, WŁAŚCIWOŚCI, ZAGROŻENIA I ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2025

Tlenek etylenu jest organiczny związek z rodziny epoksydowe. W temperaturze pokojowej jest gazowy, bezbarwny i chociaż jest prawie bezwonny, ma łagodny, słodki zapach, podobny do zapachu eterów.

Jest to bardzo wszechstronny budulec chemiczny, ponieważ jest używany w wielu różnych zastosowaniach przemysłowych do produkcji innych związków chemicznych o wielu zastosowaniach. Wynika to z jego wysokiej reaktywności, czyli łatwości reagowania z innymi substancjami.

Struktura przestrzenna tlenku etylenu. Czarne kulki: atomy węgla; białe kule: atomy wodoru; czerwona kula: atom tlenu. Benjah-bmm27. Źródło: Wikimedia Commons.

Jednym z jego głównych zastosowań jest surowiec do produkcji komponentów niezamarzających do chłodnic samochodowych. Jego pochodne są stosowane jako składniki przemysłowych lub domowych środków czyszczących, kosmetyków i szamponów, plastyfikatorów, preparatów farmaceutycznych czy maści.

Jest to szeroko stosowany środek dezynfekujący, na przykład w sterylizacji sprzętu medycznego i dentystycznego, ponieważ jest zdolny do niszczenia wirusów, bakterii, grzybów i zarodników, szczególnie w suchych warunkach. Ponadto był używany do odkażania produktów spożywczych do pakowania, chociaż to zastosowanie jest kwestionowane.

Pomimo swojej przydatności należy obchodzić się z nim z dużą ostrożnością, ponieważ może powodować podrażnienia oczu i skóry. Wdychanie tlenku etylenu przez długi czas może wpływać na układ nerwowy. Dlatego osoby narażone na jego opary lub roztwory powinny nosić odzież i sprzęt ochronny.

Struktura

Jego wzór cząsteczkowy to C ₂ H ₄ O. Należy do grupy epoksydów, spośród nich najprostszych i najważniejszych. Ma kształt trójczłonowego pierścienia.

Struktura tlenku etylenu. Źródło: Wikimedia Commons

Ze względu na trójkątną strukturę pierścienia tlenek etylenu jest bardzo reaktywny, co wynika z łatwości, z jaką pierścień się otwiera. Średnio kąty wiązania wynoszą 60º, co powoduje, że są one słabe. Cząsteczka jest mniej stabilna niż liniowy eter i ma skłonność do łatwej reakcji z innymi związkami chemicznymi.

Nieruchomości

Inne nazwy

- Oxirano.

- Epoksyetan.

Stan fizyczny

W temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym jest gazem. Poniżej 10,6 ºC i pod ciśnieniem atmosferycznym jest cieczą. Poniżej -111 ° C jest to ciało stałe.

Waga molekularna

44,05 g / mol.

Temperatura zapłonu

Poniżej 0ºF (-17,8ºC).

Gęstość

Jego gęstość jest mniejsza niż wody i wynosi 0,882 przy 10 ° C. Z kolei jego opary są cięższe od powietrza.

Rozpuszczalność

Jest rozpuszczalny w wodzie, benzenie, acetonie, etanolu i eterze. Jest mieszalny z czterochlorkiem węgla.

Temperatura samozapłonu

428,9 ° C.

Inne właściwości

- Jeśli zostanie podgrzany lub zanieczyszczony, może polimeryzować egzotermicznie (wytwarzając dużą ilość ciepła). Jeśli polimeryzacja zachodzi w pojemniku, może gwałtownie pęknąć.

- Może reagować z materiałami utleniającymi.

- Jest niezwykle toksyczny, rakotwórczy i jest dobrym generatorem mutacji w komórkach bakterii i ssaków.

Produkcja

Na skalę przemysłową otrzymywany jest poprzez utlenianie etylenu tlenem (O ₂ ) z powietrza. Szybkość tej reakcji wzrasta wraz z obecnością metalicznego srebra (Ag) i działaniem temperatury. Reakcja jest pokazana poniżej:

Ag, 250ºC

2C ₂ H ₄ + O ₂ -------> 2C ₂ H ₄ O

Etylen Tlenek etylenu

Ryzyka

Za zdrowie

- Zgłaszano, że powoduje zaburzenia neurologiczne i może spowodować śmierć. Najniższe stężenie, które może wywołać toksyczne skutki przy wdychaniu, wynosi 12 500 ppm / 10 sekund (ppm oznacza: części na milion).

- Działa silnie drażniąco na skórę, oczy i drogi oddechowe.

- Narażenie na działanie oparów tlenku etylenu o wysokim stężeniu może powodować podrażnienie oczu, zapalenie błony oka i uszkodzenie rogówki.

- Rozwój zaćmy wiąże się z narażeniem na jej opary i rozpryski. W przypadku stężonych roztworów dochodzi do poważnych uszkodzeń oczu.

- Kontakt wodnych roztworów tlenku etylenu ze skórą powoduje podrażnienia i może prowadzić do ciężkiego zapalenia skóry z pęcherzami i oparzeniami.

- Jego wdychanie może wpływać na układ nerwowy, powodując między innymi bóle głowy i nudności.

Ogień

- Wystawienie na działanie płomienia lub ciepła grozi wybuchem. Podczas podgrzewania powstają niebezpieczne opary.

- Opary tworzą z powietrzem mieszaniny wybuchowe w szerokim zakresie stężeń.

- Unikaj dotykania sprzętu, który zawiera metale, takie jak miedź, srebro, rtęć, magnez, aluminium lub tlenki żelaza, a także środki zapobiegające, takie jak między innymi amoniak, utleniacze, kwasy organiczne lub zasady. Wszystkie te materiały mogą przyspieszyć polimeryzację i / lub wybuch.

Aplikacje

Zastosowania przemysłowe

Służy jako pośrednik przy produkcji innych chemikaliów, które z kolei są wykorzystywane do produkcji włókien poliestrowych na odzież, tapicerkę, dywany i poduszki.

Tlenek etylenu wytwarza glikol etylenowy, który jest stosowany w niezamarzającym silniku pojazdu. Glikol etylenowy jest również używany do produkcji folii opakowaniowych z włókna szklanego i tworzyw sztucznych.

Inne chemikalia produkowane z tlenku etylenu obejmują niejonowe środki powierzchniowo czynne stosowane w detergentach i preparatach do zmywania naczyń.

Zastosowania medyczne

Stosowany jest jako środek sterylizujący do sprzętu medycznego, takiego jak narzędzia chirurgiczne, igły i iniektory podskórne lub protezy.

Służy również do sterylizacji m.in. maszyn do hemodializy, sprzętu laboratoryjnego, narzędzi stomatologicznych, instrumentów weterynaryjnych, termometrów, odzieży chirurgicznej czy sprzętu pierwszej pomocy.

Pokój sterylizacyjny. Źródło: pixabay.com

Chociaż istnieje kilka metod sterylizacji sprzętu medycznego, w niektórych zastosowaniach żadne dostępne leczenie nie może zastąpić tlenku etylenu.

Tak jest w przypadku sterylizacji niektórych materiałów wrażliwych na ciepło i promieniowanie, a także niektórych instrumentów i urządzeń, które wymagają sterylizacji w miejscu użycia w szpitalach.

Biblioteki i muzea

W tych miejscach tlenek etylenu jest używany do zwalczania szkodników, takich jak grzyby i owady. Jednak to zastosowanie nie jest tak powszechne i jest używane, gdy inne alternatywy nie są skuteczne.

Rolnictwo i żywność

Był stosowany między innymi jako pestycyd, fungicyd, fumigant, herbicyd, insektycyd, rodentycyd. Znacząco ogranicza liczebność bakterii i grzybów w przyprawach.

Jednak ze względów bezpieczeństwa i ochrony środowiska stosowanie tlenku etylenu do fumigacji żywności zostało zakazane w Unii Europejskiej i Stanach Zjednoczonych.

Bibliografia

1. Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych. (2019). Tlenek etylenu. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Fakty dotyczące bezpieczeństwa chemicznego. (2019). Tlenek etylenu. Odzyskany z chemicalafetyfacts.org
3. Morrison, Robert Thornton; i Boyd, Robert Neilson. 1992. Chemia organiczna. Prentice-Hall.
4. Moerman, F. i Mager, K. (2016). Czyszczenie i dezynfekcja w zakładach przetwórstwa suchej żywności. W Handbook of Hygiene Control in the Food Industry (wydanie drugie). Odzyskany z sciendirect.com.
5. Eastmond, David A. i Balakrishnan, Sharada. (2010). Genotoksyczność pestycydów. W Handbook of Pesticide Toxicology Hayesa (wydanie trzecie). Odzyskany z sciencedirect.com
6. Atungulu, GG and Pan, Z. (2012). Odkażanie mikrobiologiczne orzechów i przypraw. W odkażaniu drobnoustrojami w przemyśle spożywczym. Odzyskany z sciencedirect.com