Этиленгликоль

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Этиленгликоль
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 этандиол-​1,2
Традиционные названия 1,2-дигидроксиэтан,
этиленгликоль,
1,2-диоксиэтан,
1,2-этандиол
Хим. формулаC2H6O2
Рац. формула C2H4(OH)2
Физические свойства
Состояние бесцветная жидкость без запаха, со сладковатым вкусом
Молярная масса62,068 г/моль
Плотность1,113 г/см³
Энергия ионизации10,16 эВ[3]
Термические свойства
Температура
 • плавления−12,9 °C
 • кипения197,3 °C
 • вспышки111 °C
Пределы взрываемости3,2 ± 0,1 об.%[4]
Энтальпия
 • кипения50,5 кДж/моль[1] и 57,4 кДж/моль[2]
Давление пара7900 миллипаскаль[5]
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты 15,1 ± 0,1[5]
Оптические свойства
Показатель преломления1,4318
Структура
Дипольный момент7,6E−30 Кл·м[3]
Классификация
Рег. номер CAS107-21-1
PubChem174
Рег. номер EINECS203-473-3
SMILES
 
InChI
 
RTECSKW2975000
ChEBI30742
ChemSpider13835235
Безопасность
Предельная концентрация 5 мг/м3
ЛД50 470 мг/кг (крысы, перорально)
Токсичность обладает общетоксическим действием
Фразы риска (R)R22
Краткие характер. опасности (H)
H302
Меры предостор. (P)
P264, P270, P301+P312, P330, P501
Пиктограммы СГСПиктограмма «Восклицательный знак» системы СГСПиктограмма «Череп и скрещённые кости» системы СГСПиктограмма «Опасность для здоровья» системы СГС
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Этиле́нглико́ль (1,2-дигидроксиэтан[6], 1,2-диоксиэтан, этандиол-1,2), HO—CH2—CH2—OH — кислородсодержащее органическое соединение, двухатомный спирт, один из представителей полиолов (многоатомных спиртов). В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом.

Не проявляет коррозионной активности к алюминию и нержавеющим сталям. Вещество токсично, взрыво- и пожароопасно. Случайный приём внутрь этиленгликоля в больших концентрациях[7] может привести к отравлению[8].

История открытий и производства

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

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

Благодаря низкой стоимости этиленгликоль нашёл широкое применение в технике.

  • Смесь этиленгликоля с водой эвтектическая, обладает существенно более низкой температурой замерзания, чем её компоненты, поэтому 60 % потребления этиленгликоля приходится на автомобильные антифризы и тормозные жидкости
    • сам этиленгликоль коррозионно-пассивен, в смесь с водой для подавления её коррозионной активности добавляются ингибиторы коррозии
    • при доле воды в 25 % смесь достигает наименьшей температуры замерзания в –75°С, при доле 35 % возрастает до −65 °С, при доле 40 % – до −49 °С, при доле 50 % – до −40 °С
    • дополнительным удобством является повышение температуры кипения смеси
  • Используется как теплоноситель с содержанием не более 50 % в системах отопления (в основном в частных домах)
  • 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

1,3-диоксоланы могут быть получены также при реакции этиленгликоля с карбонильными соединениями в присутствии триметилхлорсилана[9] или комплекса диметилсульфат-ДМФА[10] 1,3-диоксалана устойчивы к действию нуклеофилов и оснований. Легко регенерируют исходное карбонильное соединение в присутствии кислоты и воды.

  • Как компонент противоводокристаллизационной жидкости «И».
  • 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 вещества нитрогликоля.

Этиленгликоль также применяется:

Очистка и осушение

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 %30354045505560
Плотность, г/мл1,0501,0581,0671,0741,0821,0901,098

Меры безопасности

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 объёму).

Этиленгликоль умеренно токсичен[11][12]. 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)[13]. Имеет относительно низкую летучесть при нормальной температуре, пары́ обладают не столь высокой токсичностью и представляют опасность лишь при хроническом вдыхании, однако при этом об опасности сигнализируют раздражение и кашель. Противоядием при отравлении этиленгликолем являются этанол и 4-метилпиразол[14].

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, соли которой вызывают повреждения почечной ткани и мочеточников. Этиленгликоль и его метаболиты выводятся из организма с мочой[15].

См. также

Примечания

  1. ↑ https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/174#section=Heat-of-Vaporization
  2. ↑ https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C107211&Mask=4
  3. ↑ 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
  4. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0272.html
  5. ↑ 1 2 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/1310.htm
  6. ↑ name=https://docs.cntd.ru_Этиленгликоль (недоступная ссылка), и его свойства
  7. ↑ Monograph on the Potential Human Reproductive and Developmental Effects of Ethylene Glycol. Дата обращения: 8 января 2009. Архивировано из оригинала 13 января 2009 года.
  8. ↑ name=https://docs.cntd.ru_Ethylene (недоступная ссылка) Glycol
  9. ↑ SYNTHESIS 1983, No 3,pp 203—205
  10. ↑ Liebigs Annalen Chemie 1979, pp 1362—1369
  11. ↑ CDC — The Emergency Response Safety and Health Database: Systemic Agent: ETHYLENE GLYCOL — NIOSH. Дата обращения: 24 января 2018. Архивировано 26 декабря 2017 года.
  12. ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 24 января 2018. Архивировано из оригинала 15 октября 2018 года.
  13. ↑ Е. Ю. Бонитенко и др. Отравления этиленгликолем и его эфирами Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine — СПб.: «Изд-во НИИХ СПбГУ», 2003 г. — Medline.Ru 
  14. ↑ Flomenbaum, Goldfrank et al. Goldfrank's Toxicologic Emergencies. 8th Edition. — McGraw Hill, 2006. — С. 1460, 1465. — 2170 с. — ISBN 0071437630.
  15. ↑ В. Ф. Крамаренко. Токсикологическая химия. — К.: Выща шк., 1989. — 447 с. — 6000 экз. — ISBN 5-11-000148-0.

Ссылки