Формула этиленгликоля структурная химическая. Применение этиленгликоля в промышленности

Этиленглико́ль (гликоль ; 1,2-диоксиэтан ; этандиол-1,2 ), HO-CH 2 -CH 2 -OH - 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.

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 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 , BF 3 Et 2 O 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 жидкости «И», используемой для предотвращения обводнения авиационных топлив.
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 вещества нитрогликоля .

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 криоконсрвировании биологических объектов (в крионике) в качестве криопротектора.

Очистка и осушение

Осушается молекулярным ситом 4А, полуводным сульфатом кальция , сульфатом натрия , +I 2 , фракционной перегонкой под пониженным давлением, азеотропной отгонкой с бензолом . Чистота полученного продукта легко определяется по плотности.

Таблица плотности водных растворов этиленгликоля, 20°С

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 объему).

Этиленгликоль токсичен. По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности.

Летальная доза при однократном пероральном употреблении составляет 100-300 мл этиленгликоля (1,5-5мл на 1 кг массы тела) . 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 .

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 .

См. также

Напишите отзыв о статье "Этиленгликоль"

Примечания

Ссылки

(рус.)
- Chemical Society Reviews. Issue 11, 2012, 41, 4218-4244. DOI: 10.1039/C2CS15359A

Отрывок, характеризующий Этиленгликоль

– Я, я, я не думал; впрочем я никогда не обещался, потому что…
Пьер перебил его. – Есть у вас письма ее? Есть у вас письма? – повторял Пьер, подвигаясь к Анатолю.
Анатоль взглянул на него и тотчас же, засунув руку в карман, достал бумажник.
Пьер взял подаваемое ему письмо и оттолкнув стоявший на дороге стол повалился на диван.
– Je ne serai pas violent, ne craignez rien, [Не бойтесь, я насилия не употреблю,] – сказал Пьер, отвечая на испуганный жест Анатоля. – Письма – раз, – сказал Пьер, как будто повторяя урок для самого себя. – Второе, – после минутного молчания продолжал он, опять вставая и начиная ходить, – вы завтра должны уехать из Москвы.
– Но как же я могу…
– Третье, – не слушая его, продолжал Пьер, – вы никогда ни слова не должны говорить о том, что было между вами и графиней. Этого, я знаю, я не могу запретить вам, но ежели в вас есть искра совести… – Пьер несколько раз молча прошел по комнате. Анатоль сидел у стола и нахмурившись кусал себе губы.
– Вы не можете не понять наконец, что кроме вашего удовольствия есть счастье, спокойствие других людей, что вы губите целую жизнь из того, что вам хочется веселиться. Забавляйтесь с женщинами подобными моей супруге – с этими вы в своем праве, они знают, чего вы хотите от них. Они вооружены против вас тем же опытом разврата; но обещать девушке жениться на ней… обмануть, украсть… Как вы не понимаете, что это так же подло, как прибить старика или ребенка!…
Пьер замолчал и взглянул на Анатоля уже не гневным, но вопросительным взглядом.
– Этого я не знаю. А? – сказал Анатоль, ободряясь по мере того, как Пьер преодолевал свой гнев. – Этого я не знаю и знать не хочу, – сказал он, не глядя на Пьера и с легким дрожанием нижней челюсти, – но вы сказали мне такие слова: подло и тому подобное, которые я comme un homme d"honneur [как честный человек] никому не позволю.
Пьер с удивлением посмотрел на него, не в силах понять, чего ему было нужно.
– Хотя это и было с глазу на глаз, – продолжал Анатоль, – но я не могу…
– Что ж, вам нужно удовлетворение? – насмешливо сказал Пьер.
– По крайней мере вы можете взять назад свои слова. А? Ежели вы хотите, чтоб я исполнил ваши желанья. А?
– Беру, беру назад, – проговорил Пьер и прошу вас извинить меня. Пьер взглянул невольно на оторванную пуговицу. – И денег, ежели вам нужно на дорогу. – Анатоль улыбнулся.
Это выражение робкой и подлой улыбки, знакомой ему по жене, взорвало Пьера.
– О, подлая, бессердечная порода! – проговорил он и вышел из комнаты.
На другой день Анатоль уехал в Петербург.

Пьер поехал к Марье Дмитриевне, чтобы сообщить об исполнении ее желанья – об изгнании Курагина из Москвы. Весь дом был в страхе и волнении. Наташа была очень больна, и, как Марья Дмитриевна под секретом сказала ему, она в ту же ночь, как ей было объявлено, что Анатоль женат, отравилась мышьяком, который она тихонько достала. Проглотив его немного, она так испугалась, что разбудила Соню и объявила ей то, что она сделала. Во время были приняты нужные меры против яда, и теперь она была вне опасности; но всё таки слаба так, что нельзя было думать везти ее в деревню и послано было за графиней. Пьер видел растерянного графа и заплаканную Соню, но не мог видеть Наташи.
Пьер в этот день обедал в клубе и со всех сторон слышал разговоры о попытке похищения Ростовой и с упорством опровергал эти разговоры, уверяя всех, что больше ничего не было, как только то, что его шурин сделал предложение Ростовой и получил отказ. Пьеру казалось, что на его обязанности лежит скрыть всё дело и восстановить репутацию Ростовой.
Он со страхом ожидал возвращения князя Андрея и каждый день заезжал наведываться о нем к старому князю.
Князь Николай Андреич знал через m lle Bourienne все слухи, ходившие по городу, и прочел ту записку к княжне Марье, в которой Наташа отказывала своему жениху. Он казался веселее обыкновенного и с большим нетерпением ожидал сына.
Чрез несколько дней после отъезда Анатоля, Пьер получил записку от князя Андрея, извещавшего его о своем приезде и просившего Пьера заехать к нему.
Князь Андрей, приехав в Москву, в первую же минуту своего приезда получил от отца записку Наташи к княжне Марье, в которой она отказывала жениху (записку эту похитила у княжны Марьи и передала князю m lle Вourienne) и услышал от отца с прибавлениями рассказы о похищении Наташи.
Князь Андрей приехал вечером накануне. Пьер приехал к нему на другое утро. Пьер ожидал найти князя Андрея почти в том же положении, в котором была и Наташа, и потому он был удивлен, когда, войдя в гостиную, услыхал из кабинета громкий голос князя Андрея, оживленно говорившего что то о какой то петербургской интриге. Старый князь и другой чей то голос изредка перебивали его. Княжна Марья вышла навстречу к Пьеру. Она вздохнула, указывая глазами на дверь, где был князь Андрей, видимо желая выразить свое сочувствие к его горю; но Пьер видел по лицу княжны Марьи, что она была рада и тому, что случилось, и тому, как ее брат принял известие об измене невесты.
– Он сказал, что ожидал этого, – сказала она. – Я знаю, что гордость его не позволит ему выразить своего чувства, но всё таки лучше, гораздо лучше он перенес это, чем я ожидала. Видно, так должно было быть…
– Но неужели совершенно всё кончено? – сказал Пьер.
Княжна Марья с удивлением посмотрела на него. Она не понимала даже, как можно было об этом спрашивать. Пьер вошел в кабинет. Князь Андрей, весьма изменившийся, очевидно поздоровевший, но с новой, поперечной морщиной между бровей, в штатском платье, стоял против отца и князя Мещерского и горячо спорил, делая энергические жесты. Речь шла о Сперанском, известие о внезапной ссылке и мнимой измене которого только что дошло до Москвы.
– Теперь судят и обвиняют его (Сперанского) все те, которые месяц тому назад восхищались им, – говорил князь Андрей, – и те, которые не в состоянии были понимать его целей. Судить человека в немилости очень легко и взваливать на него все ошибки другого; а я скажу, что ежели что нибудь сделано хорошего в нынешнее царствованье, то всё хорошее сделано им – им одним. – Он остановился, увидав Пьера. Лицо его дрогнуло и тотчас же приняло злое выражение. – И потомство отдаст ему справедливость, – договорил он, и тотчас же обратился к Пьеру.
– Ну ты как? Все толстеешь, – говорил он оживленно, но вновь появившаяся морщина еще глубже вырезалась на его лбу. – Да, я здоров, – отвечал он на вопрос Пьера и усмехнулся. Пьеру ясно было, что усмешка его говорила: «здоров, но здоровье мое никому не нужно». Сказав несколько слов с Пьером об ужасной дороге от границ Польши, о том, как он встретил в Швейцарии людей, знавших Пьера, и о господине Десале, которого он воспитателем для сына привез из за границы, князь Андрей опять с горячностью вмешался в разговор о Сперанском, продолжавшийся между двумя стариками.
– Ежели бы была измена и были бы доказательства его тайных сношений с Наполеоном, то их всенародно объявили бы – с горячностью и поспешностью говорил он. – Я лично не люблю и не любил Сперанского, но я люблю справедливость. – Пьер узнавал теперь в своем друге слишком знакомую ему потребность волноваться и спорить о деле для себя чуждом только для того, чтобы заглушить слишком тяжелые задушевные мысли.
Когда князь Мещерский уехал, князь Андрей взял под руку Пьера и пригласил его в комнату, которая была отведена для него. В комнате была разбита кровать, лежали раскрытые чемоданы и сундуки. Князь Андрей подошел к одному из них и достал шкатулку. Из шкатулки он достал связку в бумаге. Он всё делал молча и очень быстро. Он приподнялся, прокашлялся. Лицо его было нахмурено и губы поджаты.
– Прости меня, ежели я тебя утруждаю… – Пьер понял, что князь Андрей хотел говорить о Наташе, и широкое лицо его выразило сожаление и сочувствие. Это выражение лица Пьера рассердило князя Андрея; он решительно, звонко и неприятно продолжал: – Я получил отказ от графини Ростовой, и до меня дошли слухи об искании ее руки твоим шурином, или тому подобное. Правда ли это?
– И правда и не правда, – начал Пьер; но князь Андрей перебил его.
– Вот ее письма и портрет, – сказал он. Он взял связку со стола и передал Пьеру.
– Отдай это графине… ежели ты увидишь ее.
– Она очень больна, – сказал Пьер.
– Так она здесь еще? – сказал князь Андрей. – А князь Курагин? – спросил он быстро.
– Он давно уехал. Она была при смерти…
– Очень сожалею об ее болезни, – сказал князь Андрей. – Он холодно, зло, неприятно, как его отец, усмехнулся.
– Но господин Курагин, стало быть, не удостоил своей руки графиню Ростову? – сказал князь Андрей. Он фыркнул носом несколько раз.
– Он не мог жениться, потому что он был женат, – сказал Пьер.
Князь Андрей неприятно засмеялся, опять напоминая своего отца.
– А где же он теперь находится, ваш шурин, могу ли я узнать? – сказал он.
– Он уехал в Петер…. впрочем я не знаю, – сказал Пьер.
– Ну да это всё равно, – сказал князь Андрей. – Передай графине Ростовой, что она была и есть совершенно свободна, и что я желаю ей всего лучшего.
Пьер взял в руки связку бумаг. Князь Андрей, как будто вспоминая, не нужно ли ему сказать еще что нибудь или ожидая, не скажет ли чего нибудь Пьер, остановившимся взглядом смотрел на него.
– Послушайте, помните вы наш спор в Петербурге, – сказал Пьер, помните о…
– Помню, – поспешно отвечал князь Андрей, – я говорил, что падшую женщину надо простить, но я не говорил, что я могу простить. Я не могу.
– Разве можно это сравнивать?… – сказал Пьер. Князь Андрей перебил его. Он резко закричал:
– Да, опять просить ее руки, быть великодушным, и тому подобное?… Да, это очень благородно, но я не способен итти sur les brisees de monsieur [итти по стопам этого господина]. – Ежели ты хочешь быть моим другом, не говори со мною никогда про эту… про всё это. Ну, прощай. Так ты передашь…
Пьер вышел и пошел к старому князю и княжне Марье.
Старик казался оживленнее обыкновенного. Княжна Марья была такая же, как и всегда, но из за сочувствия к брату, Пьер видел в ней радость к тому, что свадьба ее брата расстроилась. Глядя на них, Пьер понял, какое презрение и злобу они имели все против Ростовых, понял, что нельзя было при них даже и упоминать имя той, которая могла на кого бы то ни было променять князя Андрея.
За обедом речь зашла о войне, приближение которой уже становилось очевидно. Князь Андрей не умолкая говорил и спорил то с отцом, то с Десалем, швейцарцем воспитателем, и казался оживленнее обыкновенного, тем оживлением, которого нравственную причину так хорошо знал Пьер.

В этот же вечер, Пьер поехал к Ростовым, чтобы исполнить свое поручение. Наташа была в постели, граф был в клубе, и Пьер, передав письма Соне, пошел к Марье Дмитриевне, интересовавшейся узнать о том, как князь Андрей принял известие. Через десять минут Соня вошла к Марье Дмитриевне.
– Наташа непременно хочет видеть графа Петра Кирилловича, – сказала она.
– Да как же, к ней что ль его свести? Там у вас не прибрано, – сказала Марья Дмитриевна.

Этиленгликоль (1,2-этандиол, 1,2-диоксиэтан, гликоль) является базовым веществом для изготовления различных антифризов, которые используются в системах охлаждения двигателей транспортных средств.

Этиленгликоль – токсичный двухатомный спирт

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.

Так как он причислен к токсичным соединениям (по общепринятой классификации – третий класс опасности), следует избегать попадания данного вещества (в растворах и в чистом виде) в организм человека. 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).

Применение гликоля в разных областях техники

Малая себестоимость данного многоатомного спирта, его особые химические и физические свойства (плотность и другие) привели к тому, что он используется весьма широко в различных технических сферах.

Любой автомобилист знает, что представляет собой обычная охлаждающая жидкость для его «железного коня» под названием антифриз – этиленгликоля 60 % + воды 40 %. Такая смесь характеризуется температурой замерзания -45 градусов, очень трудно найти более подходящую жидкость для автомобильных систем охлаждения, несмотря даже и на высокий класс опасности 1,2-этандиола.

В автомобильной отрасли этиленгликоль находит применение и в качестве отличного теплоносителя. Кроме того, он используется в следующих сферах:

органический синтез: химические свойства гликоля позволяют с его помощью защищать изофорон и другие карбонильные группы, использовать спирт в виде эффективного растворителя, работающего при повышенных температурах, а также в качестве основной составляющей специальной авиационной жидкости, уменьшающей явление обводнения горючих смесей для летательных аппаратов;
растворение красящих соединений;
изготовление нитрогликоля – мощного взрывчатого вещества на основе описываемого нами соединения;
газодобывающая промышленность: гликоль не позволяет формироваться гидрату метана на трубах, кроме того, он поглощает излишнюю влагу на трубопроводах.

Нашел этиленгликоль применение и в качестве эффективного криопротектора. Его используют для производства кремов для обуви, в качестве важного элемента жидкостей для охлаждения компьютерной техники, при изготовлении 1,4-диоксина и разных видов конденсаторов.

Некоторые нюансы производства гликоля

В конце 1850-х годов химик из Франции Вюрц получил этиленгликоль из его диацетата, а чуть позже путем гидратации этиленоксида. Но в то время практического применения новое вещество нигде не нашло. Лишь в 1910-х годах его начали использовать при изготовлении взрывчатых соединений. Плотность гликоля, его иные физические свойства и дешевизна производства обусловили то, что им заменили глицерин, который применялся до этого.

Особые свойства 1,2-этандиола по достоинству оценили американцы. Именно они наладили в середине 1920-х его промышленное изготовление на специально построенном и оборудованном заводе в Западной Вирджинии. В последующие годы гликоль использовали почти все известные на то время компании, занимавшиеся производством динамита. В настоящее время интересующее нас соединение, которое имеет третий класс опасности, изготавливается по технологии гидратации окиси этилена. Существует два варианта его производства:

с участием ортофосфорной либо серной кислоты (до 0,5 процентов) при температуре от 50 до 100 °С и давлении в одну атмосферу;
при температуре около 200 °С и давлении в десять атмосфер.

В результате реакции гидратации образуется до 90 процентов чистого 1,2-диоксиэтана, некоторое количество полимергомологов и триэтиленгликоля. Второе соединение добавляют в гидравлические и , оно применяется в промышленных системах охлаждения воздуха, из него делают препараты для дезинфекции, а также пластификаторы.

Важнейшие требования ГОСТ 19710 к готовому гликолю

С 1984 года действует ГОСТ 19710, который устанавливает требования к тому, какие свойства (температура замерзания, плотность и так далее) должен иметь этиленгликоль, используемый на предприятиях автомобилестроения и в других отраслях народного хозяйства, где на его основе выпускают разнообразные составы.

По ГОСТ 19710 гликоль (как жидкость) может быть двух типов: первого сорта и высшего сорта. Доля (массовая) воды в гликоле первого сорта должна быть до 0,5 %, высшего – до 0,1 %, железа – до 0,00005 и 0,00001 %, кислот (в пересчете на уксусную кислоту) – до 0,005 и 0,0006 %. Остаток после прокаливания готового продукта не может быть более 0,002 и 0,001 %.

Цвет 1,2-диоксиэтана по ГОСТ 19710 (по шкале Хазена):

после кипячения в растворе кислоты (соляной) – 20 единиц для продукции высшего сорта (первый сорт не нормируется по цвету);
в стандартном состоянии – 5 (высший сорт) и 20 единиц (первый сорт).

В Государственном стандарте 19710 выдвигаются специальные требования к процессу производства описываемого простейшего спирта:

используется исключительно герметичная аппаратура и оборудование;
производственное помещение обязательно оснащается вентиляцией, рекомендованной для работы с соединениями, которым присвоен третий класс опасности;
при попадании гликоля на оборудование или землю его следует сразу же обильно смывать водной струей;
персонал, работающий в цеху по производству 1,2-этандиола, обеспечивается противогазом модели «БКФ» либо иным приспособлением для защиты органов дыхания, соответствующим ГОСТ 12.4.034;
возгорания гликоля тушат при помощи инертных газов, специальных пенных составов, а также тонкораспыленной воды.

Готовая продукция по ГОСТ 19710 проверяется различными методами. Например, массовая часть двухатомного спирта и диэтиленгликоля устанавливается способом изотермической газовой хроматографии по технологии так называемого «внутреннего эталона». При этом используются весы для лабораторных исследований (ГОСТ 24104), стеклянная или стальная газохроматографическая колонка и хроматограф с детектором ионизационного типа, измерительная линейка, микрошприц, лупа оптическая (ГОСТ 25706), выпарительная чашка и другой инструмент.

Цвет гликоля устанавливают по стандарту 29131 при помощи секундомера, специального цилиндра, конической колбы, соляной кислоты, холодильного агрегата. Массовая часть железа устанавливается по Госстандарту 10555 по методике сульфациловой фотометрии, остатка после прокаливания – по Госстандарту 27184 (посредством выпаривания полученного соединения в платиновой либо кварцевой емкости). А вот массовая часть воды определяется электрометрическим или визуальным титрованием с использованием реактива Фишера в бюретках емкостью 10 либо 3 кубических сантиметра.

Антифриз – охлаждающая жидкость на основе гликоля

Антифриз на основе простейшего многотомного спирта применяется в современных транспортных средствах с целью охлаждения их двигателя. Его основным компонентом является этиленгликоль (есть составы с пропиленгликолем в качестве основного компонента). Добавками служит дистиллированная вода и специальные присадки, которые придают антифризу флуоресцентные, антикавитационные, антикоррозионные, антипенные свойства.

Главная характеристика антифризов – малая температура замерзания. Кроме того, они имеют низкий показатель расширения при замерзании (по сравнению с обычной водой на 1,5–3 процента меньше). При этом такая специальная охлаждающая жидкость на основе гликоля характеризуется высокой температурой кипения, что улучшает процесс эксплуатации транспортного средства в жаркую пору года.

В целом жидкость для охлаждения автодвигателей на основе гликоля и воды обладает следующими достоинствами:

отсутствие вредных добавок (аминов, разнообразных нитритов, неблагоприятно влияющих на природу фосфатов);
возможность выбора необходимой концентрации антифриза для качественного предохранения от замерзания;
стабильные параметры и свойства в течение всего срока службы;
совместимость с теми деталями охлаждающей системы авто, которые сделаны из пластмассы или резины;
высокие антипенные показатели.

Кроме всего прочего, современные антифризы обеспечивают антикоррозионную защиту металлических сплавов и металлов, имеющихся в двигателе внутреннего сгорания за счет наличия в них особых ингибирующих добавок.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Эмпирическая формула. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . С2Н6О2

Структурная формула. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . НОСН2 – СН2ОН

Молекулярная масса, кг/кмоль. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62,1

Агрегатное состояние. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . жидкое

Внешний вид. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . сиропообразная бесцветная жидкость

Запах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . без запаха

Применение: используется в смеси с водой как антифриз; применяется в производстве пластмасс, искусственного волокна, используется в текстильной, парфюмерной, табачной и других отраслях промышленности.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Плотность при 20°С и давлении 101,3 кПа, кг/м3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116

Плотность пара по воздуху. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,14

Температура кипения, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Температура плавления, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 12,3

Теплота сгорания, кДж/моль. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 1199,7

Удельная теплота сгорания, кДж/кг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19319

Теплота образования, кДж/моль. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 453,8

Теплота плавления, ккал/моль. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,78

Скрытая теплота испарения, кал/г. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190,9

Константы уравнения Антуана в температурном интервале 53-198 °С:

А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,13754

В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2753,183

С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252,0094

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом?м. . . . . . . . . . 8,6?10-7

Диэлектрическая постоянная при 25°С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37,7

: :

Растворимость в воде: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . растворим

Реакционная способность: смешивается во всех соотношениях со спиртами, ацетоном, глицерином, ледяной уксусной кислотой, пиридином, фурфуролом. Нерастворим в ароматических углеводородах, хлороформе, четырех-хлористом углероде, хлорбензоле, сероуглероде. Мало растворим в эфире.

Этиленгликоль обладает всеми характерными свойствами гликолей. Со щелочами он образует соединения типа алкоголятов – гликоляты; с ионами меди (Cu2+) и т. п. – комплексные соединения. При окислении этиленгликоля получается смесь гликолевого альдегида СН2(ОН)СНО, гликолевой кислоты СН2(ОН)СООН, глиоксаля ОНССНО, глиоксалевой кислоты ОН-ССООН и щавелевой кислоты. С галогеноводородными кислотами этиленгликоль дает галогенгидрины, с соляной кислотой, например, этиленхлоргидрин; перегонкой с серной кислотой он превращается в диоксан, а действием азотной кислоты – в гликольдинитрат. При дегидротации образует ацетальдегид. Бурно реагирует с пентасульфидом фосфора; известны случаи взрыва этиленгликоля в смеси с 70%-ой перхлорной кислотой.

САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Регистрационный номер по CAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107-21-1

Класс опасности в воздухе рабочей зоны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

ПДКм.р./с.с. в воздухе рабочей зоны, мг/м3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10/5

Код вещества, загрязняющего атмосферный воздух: . . . . . . . . . . . . . . . . 1078

ОБУВ в атмосферном воздухе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,000

Воздействие на людей: острое отравление парами маловероятно ввиду малой летучести этиленгликоля, а хронические возможны. При попадании через рот очень токсичен; действует главным образом на центральную нервную систему и почки (сосудистый и протоплазматический яд, вызывает ацидоз). Токсичен сам этиленгликоль и его метаболиты. Проникает через кожу.

Меры предосторожности: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . вытяжная вентиляция.

Средства защиты: . . . . . . . . . . . . . . респираторы или противогаз с фильтром.

ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫЕ СВОЙСТВА

Группа горючести. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . горючая жидкость (ГЖ)

Температура вспышки, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

Температура самовоспламенения, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410

Нижний концентрационный предел распространения пламени, %(об.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,3

Температурные пределы распространения пламени, °С. . . . . . . . . . 100-124

Средства пожаротушения: распыленная вода, воздушно-механическая пена.

Cодержание статьи: classList.toggle()">развернуть

Этиленгликоль – одно из самых распространенных веществ, широко применяемых в быту и на производстве, относится к третьему классу опасности. Он входит в состав лаков и красок, средств бытовой химии, антифриза, пластмасс. Поэтому отравление этиленгликолем возникает довольно часто при нарушении правил его использования.

Этиленгликоль является токсичным веществом для организма, способным вызвать тяжелые отравления и даже смерть. По своей химической природе он относится к простым спиртам, без цвета и запаха, имеет легкую маслянистую консистенцию и сладковатый привкус. Это – еще один фактор, повышающий вероятность отравления. Поэтому очень важно предупредить интоксикацию и уметь правильно оказать первую помощь пострадавшему.

Где применяется этиленгликоль?

Область применения этиленгликоля в промышленности достаточно широка:

В домашних условиях ни по внешнему виду, ни по запаху распознать этиленгликоль и отличить его от аналогов нельзя, а только путем специальных химических реакций.

Как можно отравиться?

Этиленгликолем можно отравиться двумя способами:

При вдыхании его паров;
При употреблении внутрь;
Через кожные покровы.

Попадание через дыхательные пути случается, как правило, на производстве в результате аварии , нарушения технологии производства и несоблюдения индивидуальных мер защиты. Этиленгликоль очень летуч, поэтому высокой концентрации в воздухе практически не создается, а отравления таким путем носят хронический характер – периодическое вдыхание небольших доз паров вещества.

Другой, наиболее опасный и частый путь отравления – прием вещества внутрь. Это может быть случайно, когда этиленгликоль хранится в бутылке из-под напитков, или оставлен в доступном для детей месте. Но чаще всего подобные отравления случаются с людьми с алкогольной зависимостью, которые умышленно принимают его для опьянения.

С этой целью его также получают в домашних условиях путем перегонки через аппарат-дистиллятор антифриза или тормозной жидкости. Отсутствие какого-либо запаха и сладковатый привкус вводят в заблуждение, что этот «аналог» этилового спирта не опасен, что и приводит к передозировке.

Попадание через кожные покровы встречается довольно редко, только при длительном прямом контакте с жидкостью, при этом интоксикация бывает не сильно выражена.

Влияние этиленгликоля на организм человека: вред и токсичность

Этиленгликоль, попадая в организм, распадается в печени, образуя токсические вещества с кислой реакцией (гликолевый альдегид, глиоксалат, оксалат кальция). Накопление этих продуктов распада нарушает кислотно-щелочное равновесие в тканях организма, вызывая состояние ацидоза – опасного состояния с нарушением метаболических процессов и угнетением всех функций.

Кроме этого, оксалаты оседают в тканях органов (головного мозга, легких, оболочках сердца, печени, почках, стенках сосудов, тканях глазного яблока), вызывая их повреждение. Оксалаты связывают ионы кальция, вызывая его дефицит в организме, что приводит к развитию судорог, параличей.

Токсичная доза, которая может вызвать серьезное отравление – от 20 мл (0,4 мл/кг), а смертельная доза составляет 2 мл/кг массы тела, то есть 100 мл и более. Эта доза может варьировать, в зависимости от состояния здоровья.

Для лиц, систематически употребляющих алкоголь и имеющих изменения в печени, тяжелое отравление может наступить и при небольшой дозе – до 40 мл. Первоначальный эффект «одурманивания» способствует потере контроля над количеством выпитого и появлению более тяжелых симптомов интоксикации, которая свидетельствует о поражении всего организма.

Симптомы отравления этиленгликоля

После приема внутрь этиленгликоля симптомы отравления появляются спустя 1-1,5 часа, когда он начинает всасываться из желудка. Клиническая картина сначала напоминает алкогольное опьянение, от которого можно отличить по отсутствию характерного запаха спиртного. От выпившего этиленгликоль едва ощутим сладковатый запах.

Неврологические проявления:

Головокружение;
Неадекватное поведение;
Нарушение речи;

Первая помощь и выведение вещества из организма

Алгоритм действий по оказанию помощи человеку, выпившему этиленгликоль или жидкость, его содержащую, таков:

Вызвать бригаду скорой помощи;
Промыть желудок содовым раствором (1 столовая ложка на 0,5 л воды);
Давать обильное теплое питье: молоко, минеральная вода без газа;
Дать выпить сорбент (активированный уголь, полисорб, энтеросгель);
Дать слабительное, лучше всего подойдет магнезия.

Если пострадавший в сознании, и его состояние не тяжелое, хорошо дать выпить 100 мл водки или 50 мл медицинского спирта, разбавленного пополам с водой. Как это ни покажется странным, этиловый спирт является антидотом этого токсичного вещества, который можно применить в домашних условиях.

Если пострадавший без сознания, его нужно уложить на ровную поверхность , повернув голову набок во избежание асфиксии содержимым желудка в случае рвоты. Необходимо прощупать пульс и измерить давление. Пульс может быть нитевидным и даже не прощупываться на запястье, определять его нужно на сонных артериях – боковой поверхности шеи.

В случае остановки дыхания и отсутствия пульса нужно выполнить закрытый массаж сердца и принудительное искусственное дыхание.

В стационаре в качестве антидота при отравлении этиленгликолем вводится внутривенно стерильный щелочной раствор – бикарбонат натрия (сода), вводится глюконат кальция для восполнения его потери. Проводится восстановительная терапия, в зависимости от степени возникших нарушений. При тяжелом отравлении для очистки крови подключают аппарат гемосорбции (искусственная почка).

Последствия и осложнения отравления

К сожалению, последствия отравления этиленгликолем очень тяжелые. Около 40% больных, принявших его внутрь, погибают в течение 2-х недель.

Причиной летального исхода являются такие осложнения:

Не угрожающие жизни осложнения часто приводят к инвалидности. К таким последствиям относятся: атрофия зрительных нервов, потеря зрения, хроническая сердечная, почечная недостаточность, цирроз печени, поражение центральной нервной системы в виде бессонницы, астении и даже психических расстройств.

Этиленгликоль – это яд, о чем всегда нужно помнить. Категорически нельзя употреблять его внутрь в любом количестве, а в случаях воздействия его паров надо обратиться к врачу токсикологу, пройти обследование, лечение и принять меры профилактики.

Этиленгликоль часто неправильно называют (обзывают) и при этом незаслуженно - "этиленглюколь".

Этиленгликоль ((1,2-этандиол) НОСН 2 СН 2 ОН), представляет собой маслянистую бесцветную прозрачную вязкую гигроскопическую жидкость с незначительным запахом сладковатого вкуса. Молярная масса 62,07.; температура плавления -12,7 °С, температура кипения 197,6 °С, энтальпия плавления 11,64 Дж/моль; энтальпия испарения 58,71 Дж/моль; энтальпия сгорания жидкости -1180,3 Дж/моль (20 °С); энтальпия образования газа -397,75 кДж/моль; диэлектрическая проницаемость (?) 38,66 (20 °С) кристаллизации -11,5°С. Порог восприятия запаха 1320 мг/л, привкуса 450 мг/л. Этиленгликоль горюч, температура вспышки паров 120°С. Содержание основного вещества по ГОСТ 19710-78 - 99,5% для высшего сорта и 98,5% для первого сорта. Массовая доля диэтиленгликоля - не более 0,1% для высшего сорта. Массовая доля воды - не более 0,1%.Температура самовоспламенения 380°С. КВП в воздухе: нижний 3,8; верхний 6,4 (по объему). Температурные пределы воспламенения: нижний 112°С, верхний 124°С. Весьма близкими к этиленгликолю по свойствам являются диэтиленгликоль, триэтиленгликоль и глицерин, которые так же являются густыми прозрачными жидкостями, легко смешивающимися с водой, спиртом, ацетоном и некоторыми другими растворителями, причем глицерин является безвредным веществом. Диэтиленгликоль широко используется как растворитель смол, масел, нитроцеллюлозы и также в качестве основы антифризов.

Химические свойства этиленгликоля определятся наличием в его молекуле двух гидроксильных групп. Этиленгликоль может вступать в любые реакции, характерные для одноатомных спиртов. При действии на него щелочных металлов или щелочей этих металлов образуются гликоляты. При взаимодействии с органическими кислотами или их ангидридами этиленгликоль образует сложные эфиры. Ациклические сложные эфиры угольной кислоты образуются при взаимодействии этиленгликоля со сложными эфирами угольной кислоты, а при взаимодействии с вицинальными диальдегидами получаются бициклические соединения. При окислении этиленгликоля в зависимости от условий и применяемых окислителей окисляется одна или обе ОН-группы. При этом можно получить такие продукты как гликолевый альдегид, гликолевую кислоту, глиоксаль, глиоксалевая кислота, щавелевая кислота, двуокись углерода.

Этиленгликоль образует с водой растворы, замерзающие при температурах значительно ниже 0?С. Например при соотношении воды и этиленгликоля 1:2 раствор замерзает при -70?С. Водный раствор этиленгликоля при одной и той же концентрации имеет самую низкую температуру замерзания по сравнению с водными растворами на основе других гликолей.

Таблица 1. - Зависимость концентрации этиленгликоля в водных растворах от температуры замерзания

Также этиленгликоль среди всех гликолей имеет самую низкую вязкость, что является существенным при перекачке теплоносителей по трубам с помощью насосов, поэтому при замерзании водноэтиленгликолевые растворы не становятся твердыми, а лишь превращаются в рыхлую кашицеобразную массу и не расширяются столь значительно как обычный лед, вследствие чего не могут повредить трубы и радиаторы. Этиленгликоль обладает очень высокой гигроскопичностью и жадно поглощает воду из воздуха и других газов. Так, например этиленгликоль, простоявший на воздухе в течении 10 дней, самопроизвольно превращается в водный раствор, содержащий 50% воды!

Этиленгликоль прекрасно смешивается с водой в любых отношениях. При смешении с водой происходит интересное явление: уменьшение объема раствора по сравнению с первоначальным объемом исходных компонентов. Вследствие этого зависимость плотности раствора от концентрации не поддается простому расчету.

При нагревании этиленгликоль и его водные растворы сильно расширяются. Для предотвращения выброса жидкости из системы охлаждения ее снабжают расширительным бачком и заполняют на 92-94% от общего объема.

Помимо воды этиленгликоль также образует растворы с большим количеством веществ, относящихся к различным классам химических соединений. Естественно в первую очередь этиленгликоль прекрасно смешивается со своими "родными братьями" - многоатомными спиртами такими как диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, глицерин, пентаэритрит и т.д. и "двоюродными братьями"- одноатомными спиртами: метиловым, этиловым, изопропиловым, изоамиловым, бензиловым, гептиловым, фурфуриловым, а также с ароматическими и алициклическими соединениями, содержащими гидроксильные группы (ОН), и с карбонильными соединениями: циклогексаноном, ацетоном, метилэтилкетоном, бензальдегидом, фурфуролом.

Этиленгликоль хорошо растворяет органические кислоты, амины, амиды, аминоспирты, этилцеллозольв , бутилцеллозольв, скипидар и различные соли.

А вот углеводороды в этиленгликоле при комнатной температуре или совсем не растворяются или растворяются очень ограниченно. Также плохо растворяются растительные и животные масла, поливинилхлорид, парафины, каучук; минеральные масла, алифатические и ароматические углеводороды не растворяются совсем. Однако при повышенной температуре растворимость в этиленгликоле многих соединений возрастает. При этом этиленгликоль со многими соединениями образует смеси, которые не разделяются на фракции при перегонке.

Этиленгликоль относится к веществам с относительно низкой токсичностью и не представляет опасности острого отравления при кратковременном вдыхании при комнатной температуре, поскольку его пары обладают малой летучестью. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м3. Относится к третьему классу опасности ГОСТ 12.1.005 При длительном воздействии высоких концентраций паров этиленгликоль вызывает раздражение глаз, верхних дыхательных путей, слабость, апатию, что однако проходит при прекращении контакта с ним.

Прием внутрь чрезвычайно опасен и приводит к поражению центральной нервной системы, печени и почек. Употребления внутрь даже в небольших дозах приводит к острым отравлениям. Дозы вызывающие смертельное отравление этиленгликолем варьируются в широких пределах - от 100 до 600 мл. По данным ряда авторов смертельной дозой для человека является 50-150 мл. Смертность при поражении этиленгликолем очень высока и составляет более 60% всех случаев отравления. Характерно двухфазное действие яда. Первоначально проявляется наркотический эффект, что связано с действием на центральную нервную систему всей молекулы спирта(ЭГ), проявляющийся в состоянии опьянения и нарушения психической деятельности. Эти явления наблюдаются в течение 24-48 часов с момента отравления. При этом отмечается угнетение дыхания. Будучи сосудистым и протоплазматическим ядом, этиленгликоль вызывает отек, набухание и некроз сосудов. Результатом этого действия является кислородное голодание тканей мозга. Понижается кислородопереносящая функция гемоглобина. Нарушается обмен веществ с накоплением недоокисленных продуктов. В ранние сроки отравления больные погибают от острой сердечной недостаточности или от отека легких. Если отравленный вышел из стадии мозговых явлений, то дальнейшая симптоматика является результатом второй фазы токсического действия этиленгликоля , а именно результатом второй фазы токсического действия продуктов его окисления - щавелевой кислоты и её солей (щавелевого кальция). Последний накапливается в мозгу, в почках и других органах. Происходит обеднение кальцием крови и тканей, что ведет к нарушению нервно-мышечной функции, нарушению свертываемости крови. Этиленгликоль ведет к усиленному распаду белков и глубокому изменению углеводного обмена. В случае приема внутрь необходимо вызвать скорую помощь и до ее приезда вызвать рвоту, сделать промывание желудка водой или раствором соды.

В случае если существует вероятность попадания этиленгликоля в пищевые продукты (например на пищевых комбинатах) вместо него необходимо использовать пропиленгликоль (Оба продукта являются бесцветными жидкостями сладкого вкуса, их водные растворы имеют близкие температуры замерзания, другие их физические свойства также сходны. Однако этиленгликоль ядовит, а пропиленгликоль безвреден и входит в состав многих кремов, мазей и даже продуктов питания. При этом пропиленгликоль почти в два раза дороже).

Этиленгликоль в неразбавленном виде является пожароопасным. Однако раствор этиленгликоля, содержащий 15% воды, уже не вспыхивает, а при содержании воды 40% не загорается от источника открытого огня.

Гарантийный срок хранения этиленгликоля высшего сорта - один год, первого сорта - три года со дня изготовления.

Этиленгликоль должен быть расфасован только в алюминиевые бочки или бочки из коррозионно-стойкой стали. Согласно ГОСТ 19710-78 этиленгликоль, упакованный в бочки, транспортируют в крытых транспортных средствах всеми видами транспорта, а также в железнодорожных цистернах. Хранят в бочках в закрытых не отапливаемых складах.

При разбавлении концентрата, лучше всего, заниматься этим непосредственно там, где находится Ваша система. Для этого в пустую бочку наливаем воду и этиленгликоль в требуемом соотношении и полученный раствор выливаем в систему. После заливки системы рекомендуем не выбрасывать бочки, т.к. они пригодятся для утилизации теплоносителя лет через пять.

Рассмотрим пример расчета требуемого количества этиленгликоля для заполнения системы. Имеется система объемом 4м 3 . В технической документации сказано, что ее необходимо заполнить 40%-ным раствором антифриза. Как рассчитать количество концентрированного этиленгликоля, которое необходимо закупить?

Вообще это не такая простая задача как может показаться на первый взгляд потому, что при указании соотношения воды и этиленгликоля обычно приводится массовая доля, а плотности воды и гликолей заметно различаются. Кроме того при смешении этиленгликоля с водой происходит контракция - уменьшение объема, да еще плотность этиленгликоля существенно зависит от температуры.

Тем не менее приблизительно эту задачу можно решить так: объем системы умножаем на плотность этиленгликоля при 20?С = 1130 кг/м 3 и умножаем на массовую долю. Вычисленное значение будет лишь немного отличаться от истинного в сторону более низкой температуры замерзания. В данном примере требуемое количество для системы объемом 4м 3: 40%*4м 3 *1130 кг/м 3 = 1800 кг.

Категорически не допускается сливать этиленгликоль на землю, в водоемы и канализацию. Утилизация осуществляется путем химической нейтрализации. Для утилизации можно воспользоваться услугами специальной фирмы, занимающейся утилизацией промышленных отходов.

Вам могут быть интересны следующие материалы

Салат из консервированной горбуши - подборка лучших рецептов

Можно ли сушить маслята в домашних условиях и как это правильно делать?

Отношения

Интерьер

Дети

Красота

Фигура

Здоровье