Etilen je najjednostavniji organski spoj poznat kao alkeni. To je bezbojni zapaljivi gas slatkastog ukusa 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 hemiji. Proizvodi se zagrevanjem prirodnog gasa, tačka topljenja je 169,4°C, tačka ključanja je 103,9°C.
Etilen: strukturne karakteristike i svojstva
Ugljovodonici su molekuli koji sadrže vodonik 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 gasovitom obliku, bezbojan je i zapaljiv. Sastoji se od dva dvostruko vezana atoma ugljika sa atomima vodika. Hemijska formula je C2H4. Strukturni oblik molekule je linearan zbog prisustva dvostruke veze u centru.
Etilen ima slatkasti mošusni miris koji olakšavaidentificirati supstancu u zraku. Ovo se odnosi na plin u njegovom čistom obliku: miris može nestati kada se pomiješa s drugim hemikalijama.
šema primjene etilena
Etilen se koristi u dvije glavne kategorije: kao monomer od kojeg se grade veliki ugljični lanci i kao početni materijal za druga jedinjenja s dva ugljika. Polimerizacije su ponovljene kombinacije mnogih malih molekula etilena u veće. Ovaj proces se 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 tiče se formiranja linearnih α-olefina. Etilen je polazni materijal za pripremu niza dvougljičnih spojeva, kao što su etanol (tehnički alkohol), etilen oksid (antifriz, poliesterska vlakna i folije), acetaldehid i vinil hlorid. Pored ovih jedinjenja, etilen sa benzenom formira etilbenzen, koji se koristi u proizvodnji plastike i sintetičke gume. Riječ je o jednoj od najjednostavnijih ugljikovodika. Međutim, svojstva etilena ga čine biološki i ekonomski značajnim.
Komercijalna upotreba
Svojstva etilena pružaju dobru komercijalnu osnovu za veliki broj organskih (koji sadrže ugljenik i vodonik) materijala. Pojedinačni molekuli etilena mogu bitispojeni kako bi napravili polietilen (što znači mnogo molekula etilena). Polietilen se koristi za proizvodnju plastike. Osim toga, može se koristiti za proizvodnju deterdženata i sintetičkih maziva, koji su kemikalije koje se koriste za smanjenje trenja. Upotreba etilena za dobijanje stirena je relevantna 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 je jedan od najčešće proizvedenih ugljovodonika 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 lošu koordinaciju. 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 ljudi koji direktno 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 tečnost protiv smrzavanja i u proizvodnji poliestera kondenzacionom polimerizacijom.
2) Halogenacija - reakcije sa etilenom fluora, hlora, broma, joda.
3) Hloriranje etilena kao 1,2-dihloretan i naknadna konverzija 1,2-dihloretana u monomer vinil hlorida. 1,2-Dikloroetan je koristan organski rastvarač i također je vrijedan prekursor u sintezi vinil hlorida.
4) Alkilacija - dodavanje ugljovodonika na dvostruku vezu, na primjer, sinteza etilbenzena iz etilena i benzena, nakon čega slijedi konverzija u stiren. Etilbenzen je međuprodukt za proizvodnju stirena, jednog od najčešće korištenih vinil monomera. Stiren je monomer koji se koristi za izradu polistirena.
5) Sagorevanje etilena. Gas se dobija zagrevanjem etil alkohola i koncentrovane sumporne kiseline.
6) Hidratacija je reakcija sa dodatkom vode na dvostruku vezu. Najvažnija industrijska primjena ove reakcije je pretvaranje etilena u etanol.
Etilen i sagorevanje
Etilen je bezbojni gas koji je slabo rastvorljiv u vodi. Sagorijevanje etilena u zraku je praćeno stvaranjem ugljičnog dioksida i vode. U svom čistom obliku, plin gori s laganim difuzijskim plamenom. Pomešan sa malom količinom vazduha, daje plamen koji se sastoji od tri odvojena sloja - unutrašnjeg jezgra - neizgoreli gas, plavo-zelenog sloja i spoljašnjeg konusa gde je delimično oksidovani proizvod.iz prethodno izmiješanog sloja spaliti u difuzijskom plamenu. Nastali plamen pokazuje složenu seriju reakcija, a kako se u mješavinu plina dodaje više zraka, sloj difuzije postepeno nestaje.
Korisne činjenice
1) Etilen je prirodni biljni hormon, utiče na rast, razvoj, sazrijevanje i starenje svih biljaka.
2) Gas nije štetan i netoksičan za ljude u određenoj koncentraciji (100-150 mg).
3) Koristi se u medicini kao sredstvo protiv bolova.
4) Etilen usporava na niskim temperaturama.
5) Karakteristično svojstvo je dobro prodiranje kroz većinu supstanci, kao što su kartonske kutije za pakovanje, drveni, pa čak i betonski zidovi.
6) Iako je neprocjenjiv zbog svoje sposobnosti da započne proces zrenja, može biti vrlo štetan za mnogo voća, povrća, cvijeća i biljaka, ubrzavajući proces starenja i smanjujući kvalitetu proizvoda i rok trajanja. Stepen oštećenja zavisi od koncentracije, trajanja izlaganja i temperature.
7) Etilen je eksplozivan u visokim koncentracijama.
8) Etilen se koristi u proizvodnji specijalnog stakla za automobilsku industriju.
9) Izrada konstrukcijskog čelika: Gas se koristi kao gas za kiseonik za rezanje metala, zavarivanje i termičko raspršivanje velikom brzinom.
10) Rafiniranje: Koristi se etilenkao rashladno sredstvo, posebno u LNG postrojenjima.
11) Kao što je ranije spomenuto, etilen je vrlo reaktivna supstanca, osim toga, vrlo je zapaljiv. Iz sigurnosnih razloga, obično se transportuje posebnim odvojenim gasovodom.
12) Jedan od najčešćih proizvoda napravljenih direktno od etilena je plastika.
