No Image

Этиленгликоль растворимость в воде

СОДЕРЖАНИЕ
1 просмотров
15 ноября 2019

ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ (1,2-этандиол) НОСН2СН2ОН, мол. м. 62,07; бесцв. вязкая гигроскопич. жидкость без запаха, сладковатого вкуса; т. пл.-12,7 °С, т. кип. 197,6 °С, 100°С/16 мм рт. ст.; 1,1088;1,4316; 19,83 мПа х с (20 °С); 48,4 мН/м (20 °С); 7,3 х 10 -30 Кл-м (30 °С); х ур-ние температурной зависимости давления пара в интервале 25-90 °С: lgp (мм рт. ст.) = 8,863 — 2694,7/t; 11,64 Дж/моль; 58,71 Дж/моль; жидкости -1180,3 Дж/моль (20 °С); газа -397,75 кДж/моль; теплопроводность 0,29 Вт/(м х град), электропроводность 1,07 х 10 -6 См х см -1 , 38,66 (20 °С). Хорошо раств. в воде, спиртах, кетонах и др., умеренно — в бензоле, толуоле, диэтиловом эфире, ССl4. В этиленгликоле плохо раств. растит. и животные масла и не раств. минер. масла, парафины, каучук, ацетил- и этил-целлюлоза, поливинилхлорид.
При растворении этиленгликоля в воде выделяется теплота и происходит уменьшение объема. Водные р-ры замерзают при низких т-рах:
Концентрация этиленгликоля , % по объему 20 30 40 50 66,7 80 90 Т-ра замерзания, °С -8 -15 -24 -36 -75 -47 -29. Этиленгликоль обладает всеми св-вами гликолей. С щелочными металлами и щелочами образует гликоляты, с орг. к-тами или их ангидридами — одно- и двухзамещенные сложные эфиры, с HHal — этиленгалогенгидрины НОСН2СН2На1, с РС15 — дихлорэтан С1СН2СН2С1, с акрилонитрилом — моно- и ди(2-цианоэтиловые) эфиры этиленгликоля, соотв. HOCH2CH2OCH2CH2CN и [CH2(OCH2CH2CN)]2, при дегидратации — ацетальдегид (в присут. ZnCl2), диэтиленгликоль (в присут. NaOH) или диоксан (при нагр. в присут. H2SO4), с этиленоксидом — полиэтиленгликоли Н(ОСН2СН2)nОН. При окислении этиленгликоля в зависимости от условий и окислителя образуется смесь гликолевого альдегида НОСН2СНО, гликолевой к-ты НОСН2СООН, глиоксаля ОНССНО, глиоксалевой к-ты ОНССООН и щавелевой к-ты; окисление мол. кислородом приводит к пероксидам, формальдегиду, муравьиной к-те. КМnО4 и К2Сr2О7 окисляют этиленгликоль до СО2 и Н2О.
В пром-сти этиленгликоль получают гидратацией этиленоксида. Процесс проводят при 130-150 °С и давлении 1,5-2 МПа при соотношении этиленоксид : вода (1:8)-(1:15). В качестве побочных продуктов образуются ди-, три- и полигликоли. Выход последних повышается при увеличении доли этиленоксида. В присут. к-ты и щелочи скорость р-ции возрастает, но возникает проблема коррозии оборудования и очистки этиленгликоля. Как правило, произ-во этиленгликоля объединяют с произ-вом этиленоксида; при этом используют очищенный товарный этиленоксид или 9-12%-ный р-р, что снижает себестоимость этиленгликоля, но ухудшает его качество. Выпускают этиленгликоль двух марок: волоконный и антифризный; для первого предъявляют очень жесткие требования к содержанию примесей альдегидов (поглощение в УФ области при 275 нм должно составлять не менее 95-97%).
Первое пром. произ-во этиленгликоля основывалось на гидролизе дихлорэтана водным р-ром соды при 200 °С и давлении 10 МПа:

С1СН2СН2С1 + Na2CO3 + Н2ОНОСН2СН2ОН + 2NaCl + СО2

. Этиленгликоль может быть получен взаимод. этиленоксида с СО2 при т-ре 80-120 °С и давлении 2-5 МПа в присут. галогенидов щелочных металлов, аммония или аминов с послед. гидратацией образующегося этиленкарбоната:

Этот метод позволяет использовать водный р-р этиленоксида (1:1), выход 97-98%.
Э тиленгликоль образуется также при ацетоксилировании этилена с послед. гидролизом моно- и диацетатов этиленгликоля (кат.- хлориды Pd, Li, нитраты Fe, Ni); недостаток метода — высокая коррозионность среды, трудность отделения солей и продуктов р-ции, необходимость регенерации катализатора.
При уменьшении добычи нефти и резком увеличении стоимости этилена представляют интерес методы синтеза этиленгликоля из альтернативного сырья: синтез-газа, метанола, СО и воды при т-ре 200 °С и давлении 70 МПа либо в жидкой фазе при 40 МПа в присут. оксидных медно-магниевых или родиевых катализаторов; из СО и Н2 — через диэфиры щавелевой к-ты.
Э тиленгликоль применяют в хим., текстильной, автомобильной, авиационной, электротехн. пром-сти; 41-45% мирового произ-ва этиленгликоля используется для получения синтетич. полиэфирных волокон и пленок,

Читайте также:  Сколько нужно интернета для навигатора

40% — в произ-ве антифризов. Этиленгликоль применяют также в произ-ве гидравлич. и закалочных жидкостей, полиуретанов, алкидных смол и др.
Э тиленгликоль токсичен при попадании внутрь, действует на центр. нервную систему и почки; смертельная доза 1,4 г/кг. ПДК в воздухе рабочей зоны 5 мг/м 3 .
Э тиленгликоль- горючая жидкость. Т. всп. в открытом тигле 120 °С, т. самовоспл. 380 °С, КПВ в воздухе: нижний 3,8, верхний 6,4% (по объему). Температурные пределы воспламенения: нижний 112 °С, верхний 124 °С.
Мировое потребление этиленгликоля

Этиленгликоль
Общие
Систематическое
наименование
этандиол-1,2
Традиционные названия гликоль,
этиленгликоль,
1,2-диоксиэтан,
1,2-этандиол
Хим. формула C2H6O2
Рац. формула C2H4(OH)2
Физические свойства
Состояние бесцветная жидкость
Молярная масса 62,068 г/моль
Плотность 1,113 г/см³
Термические свойства
Т. плав. −12,9 °C
Т. кип. 197,3 °C
Т. всп. 111 °C
Пр. взрв. 3,2 ± 0,1 об.% [1]
Давление пара 0,06 ± 0,01 мм рт.ст. [1]
Химические свойства
pKa 15,1 ± 0,1 [2]
Оптические свойства
Показатель преломления 1,4318
Классификация
Рег. номер CAS 107-21-1
PubChem 174
Рег. номер EINECS 203-473-3
SMILES
RTECS KW2975000
ChEBI 30742
ChemSpider 13835235
Безопасность
ПДК 5 мг/м 3
ЛД50 4700 мг/кг (крысы, перорально)
Токсичность

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Этиленглико́ль (гликоль, 1,2-диоксиэтан, этандиол-1,2), HO—CH2—CH2—OH — кислородсодержащее органическое соединение, двухатомный спирт, простейший представитель полиолов (многоатомных спиртов). В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом. Токсичен. Попадание этиленгликоля или его растворов в организм человека может привести к необратимым изменениям в организме и к летальному исходу. [3]

Содержание

История открытий и производства [ править | править код ]

Этиленгликоль впервые был получен в 1859 году французским химиком Вюрцем из диацетата этиленгликоля омылением гидроксидом калия и в 1860-м гидратацией этиленоксида. Он не находил широкого применения до Первой мировой войны, когда в Германии его стали получать из дихлорэтана для использования в качестве замены глицерина при производстве взрывчатых веществ. В США полупромышленное производство начато в 1917 году через этиленхлоргидрин. Первое крупномасштабное производство начато с возведением завода в 1925 году около Саут Чарлстона (Западная Вирджиния, США) компанией «Carbide and Carbon Chemicals Co.» (англ.). К 1929 году этиленгликоль использовался практически всеми производителями динамита.

В 1937 компания Carbide начала первое крупномасштабное производство, основанное на газофазном окислении этилена до этиленоксида. Монополия компании Carbide на данный процесс продолжалась до 1953 года.

Получение [ править | править код ]

В промышленности этиленгликоль получают путём гидратации оксида этилена при 10 атм и 190‒200 °С или при 1 атм и 50‒100 °С в присутствии 0,1‒0,5% серной или ортофосфорной кислоты, достигая 90% выхода. Побочными продуктами при этом являются диэтиленгликоль, триэтиленгликоль и незначительное количество высших полимергомологов этиленгликоля.

Применение [ править | править код ]

Благодаря своей дешевизне этиленгликоль нашёл широкое применение в технике.

  • Как компонент автомобильных антифризов и тормозных жидкостей, что составляет 60% его потребления. Смесь 60% этиленгликоля и 40% воды замерзает при −49 °С. Коррозионно активен, поэтому применяется с ингибиторами коррозии;
  • Используется как теплоноситель с содержанием не более 50% в системах отопления (частные дома в основном)
  • В качестве теплоносителя в виде раствора в автомобилях, в системах жидкостного охлаждения компьютеров;
  • В производстве целлофана, полиуретанов и ряда других полимеров. Это второе основное применение;
  • Как растворитель красящих веществ;
  • В органическом синтезе:
  • в качестве высокотемпературного растворителя.
  • для защиты карбонильной группы путём получения 1,3-диоксолана. Обработкой вещества с карбонильной группой в бензоле или толуоле этиленгликолем в присутствии кислого катализатора (толуолсульфоновой кислоты, BF3•Et2O и др.) и азеотропной отгонкой на насадке Дина-Старка образующейся воды. Например, защита карбонильной группы изофорона
Читайте также:  Электро зажигание на мотоцикл урал

1,3-диоксоланы могут быть получены также при реакции этиленгликоля с карбонильными соединениями в присутствии триметилхлорсилана [4] или комплекса диметилсульфат-ДМФА [5] 1,3-диоксалана устойчивы к действию нуклеофилов и оснований. Легко регенерируют исходное карбонильное соединение в присутствии кислоты и воды.

  • Как компонент противоводокристаллизационной жидкости «И».
  • В качестве криопротектора.
  • Для поглощения воды, для предотвращения образования гидрата метана (ингибитор гидратообразования), который забивает трубопроводы при добыче газа в открытом море. На наземных станциях его регенерируют путём осушения и удаления солей.
  • Этиленгликоль является исходным сырьём для производства взрывчатого веществанитрогликоля.

Этиленгликоль также применяется:

  • при производстве конденсаторов
  • при производстве 1,4-диоксана
  • как теплоноситель в системах чиллер-фанкойл
  • в качестве компонента крема для обуви (1‒2 %)
  • в составе для мытья стёкол вместе с изопропиловым спиртом
  • при криоконсервировании биологических объектов (в крионике) в качестве криопротектора.
  • при производстве полиэтилентерефталата, пластика популярных ПЭТ-бутылок.

Очистка и осушение [ править | править код ]

Осушается молекулярным ситом 4А, полуводным сульфатом кальция, сульфатом натрия, Mg+I2, фракционной перегонкой под пониженным давлением, азеотропной отгонкой с бензолом. Чистота полученного продукта легко определяется по плотности.

Таблица плотности водных растворов этиленгликоля, 20°С

Концентрация % 30 35 40 45 50 55 60
Плотность, г/мл 1,050 1,058 1,067 1,074 1,082 1,090 1,098

Меры безопасности [ править | править код ]

Этиленгликоль — горючее вещество. Температура вспышки паров 120 °C. Температура самовоспламенения 380 °C. Температурные пределы воспламенения паров в воздухе, °С: нижний — 112, верхний — 124. Пределы воспламенения паров в воздухе от нижнего до верхнего, 3,8‒6,4% (по объему).

Этиленгликоль умеренно токсичен [6] [7] . По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности.

Летальная доза при однократном пероральном употреблении составляет 100‒300 мл этиленгликоля (1,5‒5 мл/кг массы тела) [8] . Имеет относительно низкую летучесть при нормальной температуре, пары обладают не столь высокой токсичностью и представляют опасность лишь при хроническом вдыхании. Определённую опасность представляют туманы, однако при их вдыхании об опасности сигнализируют раздражение и кашель. Противоядием при отравлении этиленгликолем являются этанол и 4-метилпиразол [9] .

В организме метаболизируется путём окисления до альдегида гликолевой кислоты и далее до гликолевой кислоты, которая затем распадается до муравьиной кислоты и диоксида углерода. Также он частично окисляется до щавелевой кислоты, которая вызывает повреждения почечной ткани. Этиленгликоль и его метаболиты выводятся из организма с мочой [10] .

Этиленгликоль (1,2-этандиол) НОСН2СН2ОН, молекулярная масса 62,07; бесцветная вязкая гигроскопическая жидкость без запаха, сладковатого вкуса; т. пл.-12,7 °С, т. кип. 197,6 °С, 100°С/16 мм рт. ст.; 1,1088; 1,4316; 19,83 мПа х с (20 °С); 48,4 мН/м (20 °С); 7,3 х 10 -30 Кл-м (30 °С); х уравнение температурной зависимости давления пара в интервале 25-90 °С: lgp (мм рт. ст.) = 8,863 — 2694,7/t; 11,64 Дж/моль; 58,71 Дж/моль; жидкости -1180,3 Дж/моль (20 °С); газа -397,75 кДж/моль; теплопроводность 0,29 Вт/(м х град), электропроводность 1,07 х 10 -6 См х см -1 , 38,66 (20 °С).

Хорошо растворим в воде, спиртах, кетонах и других, умеренно — в бензоле, толуоле, диэтиловом эфире, ССl4. В этиленгликоле плохо растворяются растительные и животные масла и не растворимы минеральные масла, парафины. каучук, ацетил-и этил-целлюлоза, поливинилхлорид.

Читайте также:  Стартер на рено сандеро

При растворении этиленгликоля в воде выделяется теплота и происходит уменьшение объема. Водные растворы замерзают при низких температурах:
Концентрация этиленгликоль, % по объему 20 30 40 50 66,7 80 90 Температура замерзания, °С -8 -15 -24 -36 -75 -47 -29.

Этиленгликоль обладает всеми свойствами гликолей. С щелочными металлами и щелочами образует гликоляты, с органическими кислотами или их ангидридами — одно- и двухзамещенные сложные эфиры. с HHal — этиленгалогенгидрины НОСН2СН2Наl, с РСl5 — дихлорэтан СlСН2СН2С1, с акрилонитрилом — моно- и ди(2-цианоэтиловые) эфиры этиленгликоля, соответственно HOCH2CH2OCH2CH2CN и [CH2(OCH2CH2CN)]2, при дегидратации — ацетальдегид или диоксан (при нагревании в присутствии H2SO4), с этиленоксидом — полиэтиленгликоли Н(ОСН2СН2)nОН.

При окислении этиленгликоля в зависимости от условий и окислителя образуется смесь гликолевого альдегида НОСН2СНО, гликолевой кислоты НОСН2СООН, глиоксаля ОНССНО, глиоксалевой кислоты ОНССООН и щавелевой кислоты; окисление молекулярным кислородом приводит к пероксидам, формальдегиду. муравьиной кислоте.

В промышленности этиленгликоль получают гидратацией этиленоксида. Процесс проводят при 130-150 °С и давлении 1,5-2 МПа при соотношении этиленоксид : вода (1:8)-(1:15). В качестве побочных продуктов образуются ди-, три- и полигликоли. Выход последних повышается при увеличении доли этиленоксида. В присутствии кислоты и щелочи скорость реакции возрастает, но возникает проблема коррозии оборудования и очистки этиленгликоля. Как правило, производство этиленгликоля объединяют с производством этиленоксида; при этом используют очищенный товарный этиленоксид или 9-12%-ный раствор, что снижает себестоимость этиленгликоля, но ухудшает его качество.

Выпускают этиленгликоль двух марок: волоконный и антифризный; для первого предъявляют очень жесткие требования к содержанию примесей альдегидов (поглощение в УФ области при 275 нм должно составлять не менее 95-97%).

Первое промышленное производство этиленгликоля основывалось на гидролизе дихлорэтана водным раствором соды при 200 °С и давлении 10 МПа:

СlСН2СН2Сl + Na2CO3 + Н2О НОСН2СН2ОН + 2NaCl + CO2

Этиленгликоль может быть получен взаимодействием этиленоксида с СО2 при температуре 80-120 °С и давлении 2-5 МПа в присутствии галогенидов щелочных металлов, аммония или аминов с послед. гидратацией образующегося этиленкарбоната:

Этот метод позволяет использовать водный раствор этиленоксида (1:1), выход 97-98%.

Этиленгликоль образуется также при ацетоксилировании этилена с послед. гидролизом моно- и диацетатов этиленгликоль(кат.- хлориды Pd, Li, нитраты Fe, Ni); недостаток метода — высокая коррозионность среды, трудность отделения солей и продуктов реакции, необходимость регенерации катализатора.

При уменьшении добычи нефти и резком увеличении стоимости этилена представляют интерес методы синтеза этиленгликоля из альтернативного сырья: синтез-газа, метанола, СО и воды при температуре 200 °С и давлении 70 МПа либо в жидкой фазе при 40 МПа в присутствии оксидных медно-магниевых или родиевых катализаторов; из СО и Н2 — через диэфиры щавелевой кислоты.

Этиленгликоль применяют в химической, текстильной, автомобильной, авиационной, электротехнической промышленности; 41-45% мирового производства этиленгликоль используется для получения синтетических полиэфирных волокон и пленок,

40% — в производстве антифризов. Этиленгликоль применяют также в производстве гидравлической и закалочных жидкостей, полиуретанов, алкидных смол и др.

Этиленгликоль токсичен при попадании внутрь, действует на центральную нервную систему и почки; смертельная доза 1,4 г/кг. ПДК в воздухе рабочей зоны 5 мг/м 3 .

Этиленгликоль — горючая жидкость. Температура вспышки в открытом тигле 120 °С, температура самовоспламенения 380 °С, КПВ в воздухе: нижний 3,8, верхний 6,4% (по объему). Температурные пределы воспламенения: нижний 112 °С, верхний 124 °С.

Комментировать
1 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
Adblock detector