Этиленгликоль — ethylene glycol

Этиленгликоль — Часто задаваемые вопросы

1. Можно ли смешивать этиленгликоль с пропиленгликолем?

Ответ на этот вопрос ищет каждый автовладелец, который интересуется, можно ли смешивать охлаждающие жидкости на основе разных гликолей. Не следует этого делать. В случае этиленгликоля и пропиленгликоля основное различие заключается в плотности этих веществ. На практике трудно измерить стойкость жидкости к замерзанию, и это может привести к проблемам в зимнее время года.

1. Как отличить этиленгликоль от пропиленгликоля?

Существует метод различения этих двух гликолей, при котором выявляются различия физических свойств, удельной плотности и показателя преломления между этиленгликолем и пропиленгликолем. Показатель преломления является очень полезным параметром для определения того, с каким соединением мы имеем дело. Несколько капель вещества помещают на призму специального прибора, так называемого рефрактометра, и считывают показатель преломления для идентификации.

1. Чем этиленгликоль отличается от глицерина?

Оба соединения относятся к одной химической группе, т. е. к спиртам. Они отличаются количеством гидроксильных групп -ОН в молекуле. Глицерин является производным пропана (пропантриола), а этиленгликоль — производным этана (этандиола). В водных растворах они понижают температуру замерзания, а также повышают температуру кипения. При выборе между глицерином и этиленгликолем стоит остановиться на первом, так как он более безопасен в использовании. Более того, он также оказывает меньшее негативное воздействие на окружающую среду.

1. Где можно приобрести этиленгликоль?

Этиленгликоль можно купить в химических магазинах или у оптовиков. Цена данного вещества сильно колеблется. Стоит отдать предпочтение продукту наивысшего качества. В ассортимент реагентов Группы PCC также входит этиленгликоль (номер CAS 9005-07-6).

1. Какими могут быть симптомы отравления этиленгликолем?

Отравление этиленгликолем очень часто напоминает состояние алкогольного опьянения. Отмечается заметная бессвязность движений, сонливость, учащенное дыхание, повышение артериального давления и, в некоторых случаях, судороги. Нельзя преуменьшать опасность отравления этиленгликолем. Через 24 часа появляются первые симптомы почечной недостаточности. Отравление вызывает нарушение кровообращения и даже глубокое поражение центральной нервной системы.

1. Как отличить этиленгликоль от глюкозы?

Различить эти два соединения можно при помощи популярной реакции Троммера. Глюкоза относится к так называемым альдозам, которые, в свою очередь, классифицируются как альдегиды. Известно, что альдегиды поддаются пробе Троммера, в отличие от диолов (например, этиленгликоля), которые не поддаются. Весь эксперимент основан на редукции (испытуемым веществом) синего гидроксида меди (II) CuOH₂ до кирпично-красного оксида меди (I) Cu₂O в щелочной среде.

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Промышленное применение этиленгликоля

Этандиол используется для производства различных материалов и веществ. К ним относятся:

• охлаждающие жидкости и антифризы на основе этиленгликоля;
• целлофаны;
• полиуретаны;
• конденсаторы;
• тормозные жидкости;
• теплоносители.

В частности, он активно применяется для создания антифризов. Продукт на основе этого спирта не замерзает, даже если его охлаждать до -40. Вещество становится только более вязким, сохраняя при этом свою текучесть. Для того чтобы полностью кристаллизоваться, температура нужна ещё ниже, потому что процесс кристаллизации у него довольно длительный.

Теплоносители в системах отопления

Состав любого теплоносителя условно можно разделить на четыре составляющие. К ним относятся:

• основа (одна из разновидностей гликолей и полигликолей);
• красители;
• пакет присадок;
• специально подготовленная деминерализованная (дистиллированная) вода.

В состав основы может входить один из трёх спиртов: глицерин, пропиленгликоль, этиленгликоль. Разумеется, если просто перемешать все эти компоненты в домашних условиях, то вместо теплоносителя можно получить бесполезную цветную жидкость с нерастворённой взвесью. Производство теплоносителя — это сложный процесс, осуществляемый в промышленных условиях с соблюдением ГОСТа, многочисленных рецептур и технических требований под контролем высококвалифицированных специалистов.

Основные плюсы этандиола

Отличительной характеристикой теплоносителя на основе этиленгликоля является то, что он устойчив к низким температурам и замерзает при -65 градусах (в зависимости от концентрации). Входящие в их состав присадки предотвращают образование накипи и коррозии в трубах. В отличие от других теплоносителей, например, воды, водногликолевые растворы при замерзании расширяются всего на 1,5−2%, что не оказывает негативного влияния на работу тепловых систем.

Обычно чистый концентрат никогда не заливают и смешивают его с дистиллированной водой в пропорции 60 на 40 или 50/50.

Между моноэтиленгликолем и этиленгликолем разницы практически нет — это прозрачная вязкая жидкость, относящаяся к спиртам. К минусам такого теплоносителя относят его токсичность. Попадание 0,1 литра этой жидкости внутрь организма может привести к летальному исходу. Однако при соблюдении эксплуатационных требований и герметичности контура его утечек можно избежать. Всё же по некоторым предписаниям он не применяется в системах отопления детского сада и в некоторых других муниципальных и технических объектах, т. к. в случае утечки это может привести к отравлению людей.

Альтернативная жидкость

Как следствие, позже был изобретён теплоноситель на основе пропиленгликоля. Отличить его можно по специальной маркировке, на которой указана температура замерзания (до минус 30). Пропиленгликоль используется для производства массы продуктов не только в химической, но и в пищевой промышленности. Из него производят добавку Е1520, а также при смешивании с глицерином 50/50 добавляют в электронные сигареты. Иными словами, он совершенно безвреден.

Единственным его минусом является цена, т. к. у такого экологического теплоносителя она будет в два раза больше. Фактически 10 кг этиленгликоля и пропиленгликоля стоят одинаково, однако первый можно разводить с водой почти в два раза, что является намного выгоднее.

У теплоносителя как на основе этиленгликоля, так и на основе пропиленгликоля теплоёмкость гораздо ниже. Соответственно, при проектировании системы отопления следует закладывать большее количество секций радиаторов для создания большей теплоотдачи. Вязкость и плотность у этих теплоносителей также в два-три раза выше, чем у воды, поэтому циркуляционные насосы также следует закладывать больше и мощнее.

Это не касается домов большой площади, т. к. там уже рассчитаны насосы с больши́м запасом.

У пропиленгликоля довольно большое объёмное расширение, и расширительный бак для него необходим большего размера. Кроме того, эти спирты запрещают использовать в качестве теплоносителей большинство производителей газовых и электрических котлов, т. к. их кислотность не всегда совместима с прокладками и теплообменниками. Они также не очень хорошо «дружат» с алюминиевыми радиаторами и межсекционными прокладками, опять же из-за высокой кислотности. Во время эксплуатации их будет разъедать. Отсюда лучше использовать либо литые, либо стальные панельные радиаторы.

Так как этиленгликоль является ядовитым веществом, то утилизировать теплоноситель на его основе (после окончания срока службы) необходимо специальным способом. Существуют определённые компании, которые занимаются его утилизацией. Попросту сливать этиленгликоль в почву крайне не рекомендуется.

Конечно, для хорошей циркуляции по узким каналам отопительного оборудования необходим теплоноситель с самой лучшей текучестью и минимальной вязкостью

Что такое этиленгликоль

По определению этиленглико́ль (гликоль, 1,2-диоксиэтан, этандиол-1,2) — кислородсодержащее органическое соединение, двухатомный спирт, простейший представитель многоатомных спиртов. Если вещество очищено, то представляет собой прозрачную бесцветную жидкость маслянистой консистенции.

Изначально этиленгликоль использовался во времена Первой мировой войны в качестве глицерина. Однако со временем изменил свое направление. Его стали использовать в различных сферах химической промышленности.

Формула и класс вещества

Химическая формула гликоля — C2H6O2, рациональная — C2H4 (OH) 2, структурная — HO—CH2—CH2—OH . В основе молекулы лежит непредельный скелет этилена, который состоит из двух атомов карбона. На свободные валентные места присоединились две гидроксильные группы.

У этиленгликоля есть несколько названий, которые зачастую встречаются в составе продуктов химического производства:

• гликоль;
• этандиол-1,2;
• 1,2-диоксиэтан.

Молекула имеет подобие транс-конфигурации в размещении гидроксильных групп. Такое расположение соответствует самому удаленному расположению водородов, что дает максимальную устойчивость системы.

Как получают

Массовое получение 1.2-этандиола началось еще в тридцатые годы прошлого века. Сначала получали лишь одним методом, потом появились новые. Таким образом, гликоль можно получить несколькими способами, однако некоторые из них стали частью истории, а другие превзошли их качеством.

Изначально 1,2-диоксиэтан получали из дибромэтана. Двойная связь этилена разрывается, а свободные валентности занимаются галогенами — исходным веществом в данной реакции. Образование промежуточного соединения возможно благодаря замещению ацетатными группами, которые при гидролизе превращаются в спиртовые.

С улучшением технологий появился новый метод — получение этиленгликоля прямым гидролизом любых этанов и этиленов , которые замещены двумя галогенами соседних атомов карбона. С помощью различных водных растворов, карбонатов металлов, воды и диоксида свинца начинается реакция, которая возможна лишь при больших температурах и давлении. Побочные вещества — диэтиленгликоль и триэтиленгликоль.

Следующий способ позволил получать 1,2-диоксиэтан из эфира этиленхлоргидрина путем его гидролиза угольными солями. При 170 градусах выход целевого продукта достигал 90 %. Однако был значительный недостаток — гликоль необходимо извлекать из раствора соли. Ученые решили эту проблему. Они разбили процесс на две стадии, при этом оставив то же исходное вещество.

Гидролиз этиленгликоль ацетатов стал отдельным способом, когда получилось добыть исходный реагент путем окисления этилена в уксусной кислоте кислородом.

Полезная информация

Несмотря на то что этиленгликоль был получен ещё в 1859 году, он не сразу занял свою нишу в химии и промышленности. Изначально он использовался во времена Первой мировой войны, как замена глицерина, который широко применялся при производстве взрывчатых веществ.

Химическая формула данного простейшего многоатомного спирта – С2Н6О2 (иначе ее можно записать следующим образом – НО–СН2–СН2–ОН). Этиленгликоль имеет слегка сладковатый вкус, не имеет запаха, в очищенном состоянии выглядит, как немного маслянистая бесцветная прозрачная жидкость.

Основные химические и физические свойства 1,2-диоксиэтана:

• молярная масса – 62,068 г/моль;
• коэффициент оптического преломления – 1,4318;
• температура воспламенения – 124 градуса (верхний предел) и 112 градусов (нижний предел);
• температура самовоспламенения – 380 °С;
• температура замерзания (стопроцентный гликоль) – 22 °С;
• температура кипения – 197,3 °С;
• плотность – 11,113 г/кубический сантиметр.

Пары описываемого двухатомного спирта вспыхивают в тот момент, когда его температура достигает 120 градусов. Еще раз напомним, что 1,2-этандиол имеет 3-й класс опасности. А это означает, что его предельно допустимые концентрации в атмосфере могут быть не более 5 миллиграмм/кубический метр. Если же этиленгликоль попадает в организм человека, в нем могут развиться необратимые негативные явления, которые способны привести к смерти. При однократном употреблении вовнутрь 100 и более миллилитров гликоля наступает летальный исход.

Пары данного соединения менее токсичны. Так как этиленгликоль характеризуется сравнительно малым показателем летучести, реальная опасность для человека возникает тогда, когда он систематически вдыхает пары 1,2-этандиола. О том, что есть вероятность отравления парами (либо туманами) рассматриваемого соединения, сигнализирует кашель и раздражение слизистой оболочки. Если человек отравляется гликолем, ему следует принять препарат, содержащий 4-метилпиразол (мощный антидот, подавляющий фермент алкогольдегидрогеназы), или этанол (одноатомный этиловый спирт).

Этиленгликоль: что такое, применение, отравление — симптомы, первая помощь, лечение, профилактика
Что такое этиленгликоль — формула, получение, применение; влияние на организм человека, симптомы отравления, первая помощь, лечение, профилактика.

Отравление этиленгликолем
Отравление этиленгликолем. Симптомы, антидот. Прогноз и последствия для пациента.

Характеристика общих химических свойств

Химические свойства этиленгликоля определяются его функциональными группами. В реакциях может принимать участие один гидроксильный заместитель или оба, в зависимости от условий процесса. Главное отличие в реакционной способности заключается в том, что за счёт наличия у многоатомного спирта нескольких гидроксилов и их взаимного влияния проявляются более сильные кислотные свойства, чем у одноатомных «собратьев». Поэтому в реакциях со щелочами продуктами являются соли (для гликоля – гликоляты, для глицерина – глицераты).

В химические свойства этиленгликоля, равно как и глицерина, входят все реакции спиртов из категории одноатомных. Гликоль даёт полные и неполные эфиры в реакциях с одноосновными кислотами, гликоляты, соответственно, образуются с щелочными металлами, а при химическом процессе с сильными кислотами или их солями выделяется альдегид уксусной кислоты — за счёт отщепления от молекулы атома водорода.

Физико-химические свойства этиленгликоля

Этиленгликоль с формулой CH₂OH₂, также известный как 1,2-этандиол, является популярным органическим соединением. Паспорт безопасности этиленгликоля, а также других веществ является основным источником информации об их физических и химических свойствах. Этиленгликоль — основной компонент антифризов в ОВиК и автомобильных системах. Формула гликоля четко указывает на его принадлежность к химической группе дигидроксиспиртов, также известных как диолы. Таким образом, гликоль в виде спирта представляет собой бесцветную жидкость с высокой вязкостью и сладким вкусом. Помимо отличной смешиваемости с водой, он также хорошо растворяется в альдегидах, кетонах и уксусной кислоте, но совсем не растворяется в четыреххлористом углероде. Относительно дешевый в производстве. К его недостаткам можно отнести кристаллизацию при низких температурах и более низкую (по сравнению с пропиленгликолем) теплоемкость (около 50% от теплоемкости воды).

Этиленгликоль имеет высокую температуру кипения (197°C) при низкой молекулярной массе. Это связано с сильной ассоциацией молекул в жидкой фазе, вызванной образованием водородных связей. В чистом виде этиленгликоль замерзает примерно при температуре -13°С, но смесь этиленгликоль: вода может оставаться жидкой при гораздо более низких температурах. Например, смесь 40% воды и 60% гликоля может выдерживать температуры до -37°C. Следует отметить, что этиленгликоль смешивается с водой в неограниченной пропорции. Это связано с наличием в структуре двух гидроксильных групп.

Изучая справочные материалы или предложения производителей, вы можете встретить термин моноэтиленгликоль, сокращенно МЭГ. Однако стоит иметь в виду, что моноэтиленгликоль и этиленгликоль — это одно и то же вещество.

Химические свойства многоатомных спиртов

Многоатомные спирты по химическим свойствам сходны с одноатомными спиртами. Однако в химических свойствах многоатомных спиртов есть особенности, обусловленные присутствием в молекуле двух и более гидроксильных групп.

Если в многоатомных спиртах ОН-группы находятся при соседних атомах углерода, то вследствие взаимного влияния этих групп (–I-эффект одной ОН-группы по отношению к другой), разрыв связи О-Н происходит легче, чем в одноатомных спиртах.

Кислотные свойства

1. С щелочными металлами

Многоатомные спирты с ОН-группами у соседних атомов углерода (этиленгликоль, глицерин и т.п.) вследствие взаимного влияния атомов (-I-эффект ОН-групп) являются более сильными кислотами, чем одноатомные спирты. Они образуют соли не только в реакциях с активными металлами, но и под действием их гидроксидов.

Видеоопыт «Взаимодействие глицерина с металлическим натрием»

2. С гидроксидом меди(II) — качественная реакция!

Наличие нескольких ОН-групп в молекулах многоатомных спиртов обусловливает увеличение подвижности и способности к замещению гидроксильных атомов водорода по сравнению с одноатомными спиртами. Поэтому, в отличие от алканолов, многоатомные спирты взаимодействуют с гидроксидами тяжелых металлов (например, с гидроксидом меди (II) Cu (OH)₂).

Продуктами этих реакций являются комплексные («хелатные») соединения, в молекулах которых атом тяжелого металла образует как обычные ковалентные связи Ме–О за счет замещения атомов водорода ОН-групп, так и донорно-акцепторные связи Ме←О за счет неподеленных пар атомов кислорода других ОН-групп.

При взаимодействии многоатомного спирта с гидроксидом меди (II) в щелочной среде образуется темно-синий раствор (гликолят меди и глицерат меди). Эта реакция является качественной реакцией на многоатомные спирты.

Видеоопыт «Взаимодействие многоатомных спиртов с гидроксидом меди (II)»

Гликолят меди

Глицерат меди                              

Упрощенная схема

По аналогии с алкоголятами соли двухатомных спиртов называются гликолятами, а трехатомных — глицератами.

Многоатомные спирты с несоседними ОН-группами подобны по свойствам одноатомным спиртам (не проявляется взаимное влияние групп ОН).

Основные свойства 

1. С галогенводородными кислотами                 

При взаимодействии этиленгликоля с галогеноводородами (НСl, HBr) одна гидроксильная группа замещается на галоген:   

Вторая гидроксогруппа замещается труднее, под действием РСl₅.

2. Реакция этерификации (с органическими и неорганическими кислотами)

Многоатомные спирты взаимодействуют с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров.

С карбоновыми кислотами глицерин образует сложные эфиры – жиры и масла.

При взаимодействии глицерина с азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты образуется нитроглицерин (тринитрат глицерина):

Тринитрат глицерина (тривиальное название – нитроглицерин) – тяжелая маслянистая жидкость, известное взрывчатое вещество  (взрывается от легкого сотрясения и нагревания). И одновременно лекарственный препарат (спиртовые растворы его не взрываются): 1% спиртовой раствор нитроглицерина применяется в медицине в качестве средства расширяющего сосуды сердца.

3. Окисление

Видеоопыт «Взаимодействие глицерина с кристаллическим перманганатом калия»

Какая разница между третичным и трехатомным спиртом?

Третичным называется спирт, в котором функциональная группа -ОН связана с третичным атомом углерода. Трехатомным называют спирт, в котором имеется три функциональных группы – ОН.

Рубрики: Спирты Теги: Спирты

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

1,3-диоксоланы могут быть получены также при реакции этиленгликоля с карбонильными соединениями в присутствии триметилхлорсилана или комплекса диметилсульфат-ДМФА 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.

Основы мер безопасности. Зачем избегать замерзание этого спирта?

Хранить этиленгликоль необходимо в специальной таре (такие ещё называют химическими) которую можно надёжно закрыть.

• Фейсбук
• Гугл+
• ЖЖ
• Blogger

Нужно отметить, что этандиол горюч, поэтому следует избегать обращение с огнём рядом с открытым веществом, а также продумать вероятность непредвиденных ситуаций, вроде короткого замыкания.

Закрытая тара и дополнительные меры предосторожности (например, наличие хорошей вентиляции помещения при обращении с веществом) помогут избежать вдыхания большой концентрации паров этиленгликоля. Не допускайте попадания на слизистые и ни в коем случае не принимайте внутрь!

Не допускайте попадания на слизистые и ни в коем случае не принимайте внутрь!