ЕТИЛЕНОКСИД: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, РИЗИКИ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Окис етилену є органічна сполука сімейства епоксидів. При кімнатній температурі він газоподібний, безбарвний і, хоча майже не має запаху, має легкий солодкий запах, подібний до ефірів.

Це дуже універсальний хімічний будівельний блок, оскільки його використовують у найрізноманітніших галузях промислового застосування для виготовлення інших хімічних сполук із багаторазовим застосуванням. Це пов’язано з його високою реакційною здатністю, тобто простотою взаємодії з іншими речовинами.

Просторова структура етиленоксиду. Чорні кульки: атоми вуглецю; білі кульки: атоми водню; червона куля: атом кисню. Benjah-bmm27. Джерело: Wikimedia Commons.

Одне з його головних застосувань - як сировина при виробництві компонентів проти морозу для радіаторів автомобіля. Його похідні використовують як інгредієнти в промислових чи побутових очищувачах, косметичних засобах і шампунях, пластифікаторах, фармацевтичних препаратах або мазях.

Це широко застосовуване дезінфікуючий засіб, наприклад, при стерилізації медичного та стоматологічного обладнання, оскільки здатне знищувати віруси, бактерії, грибки та спори, особливо в сухих умовах. Крім того, він використовувався для фумігації харчових продуктів для упаковки, хоча це використання ставиться під сумнів.

Незважаючи на свою корисність, з ним потрібно поводитися вкрай обережно, оскільки це може викликати роздратування очей і шкіри. Вдихання етиленоксиду тривалий час може впливати на нервову систему. Тому особи, які піддаються дії його парів або розчинів, повинні носити захисний одяг та обладнання.

Будова

Його молекулярна формула - C ₂ H ₄ O. Належить до групи епоксидів, будучи найпростішим та найважливішим із них. Він має форму тричленного кільця.

Структура етиленоксиду. Джерело: Wikimedia Commons

Завдяки своїй трикутній кільцевій структурі оксид етилену є дуже реакційноздатним, що пояснюється простотою, з якою кільце відкривається. У середньому кути зв’язку становлять 60º, що робить ваші зв’язки слабкими. Молекула менш стійка, ніж у лінійного ефіру, і, як правило, легко реагує з іншими хімічними сполуками.

Властивості

Інші імена

- Оксірано.

- Епоксиетан.

Фізичний стан

При кімнатній температурі та під атмосферним тиском - це газ. Нижче 10,6 ° C і під атмосферним тиском - це рідина. Нижче -111 ° C це тверда речовина.

Молекулярна маса

44,05 г / моль.

Точка займання

Менше 0ºF (-17,8ºC).

Щільність

Його щільність менша, ніж у води, і становить 0,882 при 10 ° С. У свою чергу, пари його важчі за повітря.

Розчинність

Він розчинний у воді, бензолі, ацетоні, етанолі та ефірі. Він може змішуватися з чотирихлористим вуглецем.

Температура автозапуску

428,9 ° С.

Інші властивості

- Якщо він піддається нагріванню або забрудненню, він може полімеризуватися екзотермічно (виробляючи велику кількість тепла). Якщо всередині контейнера відбувається полімеризація, вона може сильно розірватися.

- Може реагувати з окислювальними матеріалами.

- Він надзвичайно токсичний, канцерогенний та хороший генератор мутацій у бактеріях та клітинах ссавців.

Виробництво

У промислових масштабах його готують шляхом окислення етилену киснем (O ₂ ) з повітря. Швидкість цієї реакції зростає при наявності металу срібла (Ag) та дії температури. Реакція показана нижче:

Ag, 250ºC

2C ₂ H ₄ + O ₂ -------> 2C ₂ H ₄ O

Етилен етиленоксид

Ризики

На здоров'я

- Повідомлялося, що це може викликати неврологічні порушення і може спричинити смерть. Найнижча концентрація, яка може викликати токсичний вплив при вдиханні, - 12 500 проміле на секунду / 10 секунд (ppm означає: частини на мільйон).

- Це сильний подразник для шкіри, очей та дихальних шляхів.

- Вплив парів з високою концентрацією етиленоксиду може спричинити подразнення очей, запалення очної оболонки та пошкодження рогівки.

- Розвиток катаракти пов'язаний із впливом її парів та бризок. При концентрованих розчинах відбувається важке ураження очей.

- Контакт водних розчинів етиленоксиду з шкірою викликає роздратування і може призвести до сильного дерматиту з пухирями та опіками.

- Його вдихання може впливати на нервову систему, викликаючи головний біль і нудоту, серед інших симптомів.

Вогонь

- При впливі полум'я або тепла існує небезпека вибуху. При нагріванні утворюються небезпечні пари.

- Пара утворює з повітрям вибухонебезпечні суміші в широкому діапазоні концентрацій.

- Уникайте поводження з ним із обладнанням, що містить метали, такі як мідь, срібло, ртуть, магній, алюміній або заліза оксид, а також уникайте агентів, таких як аміак, окислювачі, органічні кислоти чи основи. Всі ці матеріали можуть прискорити полімеризацію та / або вибух.

Програми

Промислове застосування

Він використовується як посередник у виробництві інших хімічних речовин, які, в свою чергу, використовуються при виготовленні поліефірних волокон для одягу, оббивки, килимів і подушок.

Етиленоксид виробляє етиленгліколь, який використовується в антифризі двигуна автомобіля. Етиленгліколь використовується також у виробництві склопластикових і пластикових пакувальних плівок.

Інші хімічні речовини, одержувані з оксиду етилену, включають неіонні поверхнево-активні речовини, що використовуються в миючих та митних формулах.

Медичне застосування

Застосовується як стерилізуючий засіб для медичного обладнання, наприклад хірургічних інструментів, голок та підшкірних інжекторів або протезів.

Він також використовується для стерилізації машин для гемодіалізу, лабораторного обладнання, стоматологічних інструментів, ветеринарних інструментів, термометрів, хірургічного одягу або обладнання для надання першої допомоги.

Кімната стерилізації. Джерело: pixabay.com

Хоча існує кілька методів стерилізації медичного обладнання, у деяких випадках не існує доступного способу лікування, який може замінити окис етилену.

Це стосується стерилізації певних матеріалів, чутливих до тепла та випромінювання, а також деяких приладів та пристроїв, які потребують стерилізації на місці використання в лікарнях.

Бібліотеки та музеї

У цих місцях етиленоксид використовується для боротьби з шкідниками, такими як грибки та комахи. Однак це використання не так поширене і застосовується тоді, коли інші альтернативи не є ефективними.

Сільське господарство та продовольство

Він застосовувався як пестицид, фунгіцид, фумігант, гербіцид, інсектицид, родентицид, серед інших варіантів. Значно зменшує популяцію бактерій та грибів у спеціях.

Однак через проблеми безпеки та екології використання етиленоксиду для фумігації харчових продуктів було заборонено в Європейському Союзі та США.

Список літератури

1. Національна медична бібліотека США. (2019). Окис етилену. Відновлено з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Факти хімічної безпеки. (2019). Окис етилену. Відновлено з Chemicalsafetyfacts.org
3. Моррісон, Роберт Торнтон; та Бойд, Роберт Нілсон. 1992. Органічна хімія. Prentice-Hall.
4. Moerman, F. та Mager, K. (2016). Очищення та дезінфекція в засобах з переробки сухого корму. У посібнику з гігієнічного контролю в харчовій промисловості (друге видання). Відновлено з sciendirect.com.
5. Істмонд, Девід А. і Балакришнан, Шарада. (2010). Генотоксичність пестицидів. У посібнику Хейса про токсикологію пестицидів (Третє видання). Відновлено з sciencedirect.com
6. Атунгулу, Г. Г. та Пан, З. (2012). Мікробна дезактивація горіхів і спецій. У мікробному знезараженні в харчовій промисловості. Відновлено з sciencedirect.com