Etylen là hợp chất hữu cơ đơn giản nhất trong số các hợp chất hữu cơ được gọi là anken. Nó là một chất khí dễ cháy không màu, có mùi và vị ngọt. Các nguồn tự nhiên bao gồm khí đốt tự nhiên và dầu, nó cũng là một loại hormone tự nhiên trong thực vật, nơi nó ức chế sự phát triển và thúc đẩy quá trình chín của trái cây. Việc sử dụng ethylene là phổ biến trong hóa hữu cơ công nghiệp. Nó được sản xuất bằng cách đốt nóng khí tự nhiên, điểm nóng chảy là 169,4 ° C, điểm sôi là 103,9 ° C.
Ethylene: đặc điểm cấu trúc và tính chất
Hydrocacbon là phân tử chứa hydro và carbon. Chúng khác nhau rất nhiều về số lượng liên kết đơn và đôi và định hướng cấu trúc của mỗi thành phần. Một trong những hydrocacbon đơn giản nhất, nhưng có lợi về mặt sinh học và kinh tế là ethylene. Nó được cung cấp ở dạng khí, không màu và dễ cháy. Nó bao gồm hai nguyên tử cacbon liên kết đôi với nguyên tử hydro. Công thức hóa học là C2H4. Dạng cấu trúc của phân tử là tuyến tính do sự hiện diện của một liên kết đôi ở trung tâm.
Ethylene có mùi xạ hương ngọt ngào giúp dễ dàngnhận biết chất đó trong không khí. Điều này áp dụng cho khí ở dạng tinh khiết: mùi có thể biến mất khi trộn với các hóa chất khác.
Sơ đồ ứng dụng Ethylene
Ethylene được sử dụng trong hai loại chính: làm monome từ đó tạo ra các chuỗi carbon lớn và làm nguyên liệu ban đầu cho các hợp chất hai carbon khác. Polymerization là sự kết hợp lặp đi lặp lại của nhiều phân tử ethylene nhỏ thành những phân tử lớn hơn. Quá trình này diễn ra ở áp suất và nhiệt độ cao. Các ứng dụng của ethylene rất nhiều. Polyetylen là một loại polyme được sử dụng đặc biệt với số lượng lớn trong sản xuất màng bao bì, lớp phủ dây và chai nhựa. Một cách sử dụng khác của etylen làm monome liên quan đến sự hình thành các α-olefin mạch thẳng. Etylen là nguyên liệu ban đầu để điều chế một số hợp chất hai cacbon, chẳng hạn như etanol (cồn kỹ thuật), etylen oxit (chất chống đông, sợi polyester và màng), axetanđehit và vinyl clorua. Ngoài các hợp chất này, etylen với benzen tạo thành etylbenzen, được sử dụng trong sản xuất chất dẻo và cao su tổng hợp. Chất được đề cập là một trong những hiđrocacbon đơn giản nhất. Tuy nhiên, các đặc tính của ethylene làm cho nó có ý nghĩa về mặt sinh học và kinh tế.
Sử dụng thương mại
Các đặc tính của ethylene cung cấp cơ sở thương mại tốt cho một số lượng lớn các vật liệu hữu cơ (chứa carbon và hydro). Các phân tử etylen đơn có thể làliên kết với nhau để tạo ra polyetylen (có nghĩa là nhiều phân tử etylen). Polyetylen được sử dụng để sản xuất chất dẻo. Ngoài ra, nó có thể được sử dụng để làm chất tẩy rửa và chất bôi trơn tổng hợp, là những chất hóa học được sử dụng để giảm ma sát. Việc sử dụng etylen để thu được styren có liên quan trong quá trình tạo ra cao su và bao bì bảo vệ. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong ngành công nghiệp giày, đặc biệt là giày thể thao, cũng như sản xuất lốp xe ô tô. Việc sử dụng ethylene là quan trọng về mặt thương mại và bản thân khí này là một trong những hydrocacbon được sản xuất phổ biến nhất trên quy mô toàn cầu.
Nguy hại cho sức khỏe
Ethylene là một chất nguy hại cho sức khỏe chủ yếu vì nó dễ cháy và nổ. Nó cũng có thể hoạt động giống như một loại thuốc ở nồng độ thấp, gây buồn nôn, chóng mặt, đau đầu và mất khả năng phối hợp. Ở nồng độ cao hơn, nó hoạt động như một chất gây mê, gây bất tỉnh, không nhạy cảm với cơn đau và các kích thích khác. Tất cả những khía cạnh tiêu cực này ngay từ đầu có thể là nguyên nhân gây lo ngại cho những người trực tiếp làm việc với khí. Lượng ethylene mà hầu hết mọi người gặp phải trong cuộc sống hàng ngày của họ thường tương đối nhỏ.
Phản ứng ethylene
1) Quá trình oxy hóa. Đây là sự bổ sung oxy, ví dụ, trong quá trình oxy hóa etylen thành etylen oxit. Nó được sử dụng trongtrong sản xuất ethylene glycol (1, 2-etandiol), được sử dụng làm chất lỏng chống đông và trong sản xuất polyeste bằng phản ứng trùng hợp ngưng tụ.
2) Halogen hóa - phản ứng với etylen của flo, clo, brom, iot.
3) Clo hóa etylen thành 1,2-dicloetan và sau đó chuyển 1,2-dicloetan thành monome vinyl clorua. 1,2-Dichloroethane là một dung môi hữu cơ hữu ích và cũng là một tiền chất có giá trị trong quá trình tổng hợp vinyl clorua.
4) Alkyl hóa - việc bổ sung các hydrocacbon vào liên kết đôi, ví dụ, tổng hợp etylbenzen từ etylen và benzen, tiếp theo là chuyển đổi thành styren. Etylbenzen là chất trung gian để sản xuất styren, một trong những monome vinyl được sử dụng rộng rãi nhất. Styrene là một monome được sử dụng để tạo ra polystyrene.
5) Đốt cháy etylen. Khí thu được khi đun nóng ancol etylic và axit sunfuric đặc.
6) Hiđrat hóa là một phản ứng khi nước thêm vào một liên kết đôi. Ứng dụng công nghiệp quan trọng nhất của phản ứng này là chuyển đổi etylen thành etanol.
Ethylene và quá trình đốt cháy
Ethylene là một chất khí không màu, hòa tan kém trong nước. Quá trình đốt cháy etylen trong không khí kèm theo sự hình thành khí cacbonic và nước. Ở dạng tinh khiết, khí cháy với ngọn lửa khuếch tán nhẹ. Được trộn với một lượng nhỏ không khí, nó tạo ra ngọn lửa bao gồm ba lớp riêng biệt - lõi bên trong - khí không cháy, lớp màu xanh lam và hình nón bên ngoài, nơi sản phẩm bị oxy hóa một phần.từ lớp trộn trước cháy trong ngọn lửa khuếch tán. Ngọn lửa tạo thành cho thấy một chuỗi phản ứng phức tạp, và khi thêm không khí vào hỗn hợp khí, lớp khuếch tán dần biến mất.
Sự kiện hữu ích
1) Ethylene là một loại hormone thực vật tự nhiên, nó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển, trưởng thành và già đi của tất cả các loài thực vật.
2) Khí không độc hại và không độc hại đối với con người ở một nồng độ nhất định (100-150 mg).
3) Nó được sử dụng trong y học như một loại thuốc giảm đau.
4) Ethylene làm chậm ở nhiệt độ thấp.
5) Tính chất đặc trưng là khả năng thâm nhập tốt qua hầu hết các chất, chẳng hạn như hộp bao bì các tông, tường bằng gỗ và thậm chí cả bê tông.
6) Mặc dù nó vô giá về khả năng bắt đầu quá trình chín, nhưng nó cũng có thể rất có hại cho nhiều loại trái cây, rau, hoa và thực vật, đẩy nhanh quá trình lão hóa và giảm chất lượng và thời hạn sử dụng của sản phẩm. Mức độ thiệt hại phụ thuộc vào nồng độ, thời gian tiếp xúc và nhiệt độ.
7) Ethylene dễ nổ ở nồng độ cao.
8) Ethylene được sử dụng trong sản xuất kính đặc biệt cho ngành công nghiệp ô tô.
9) Chế tạo kết cấu thép: Khí được sử dụng làm khí oxy-nhiên liệu để cắt, hàn kim loại và phun nhiệt tốc độ cao.
10) Tinh chế: Ethylene được sử dụngnhư một chất làm lạnh, đặc biệt là trong các nhà máy LNG.
11) Như đã đề cập trước đó, ethylene là một chất rất dễ phản ứng, ngoài ra, nó cũng rất dễ cháy. Vì lý do an toàn, nó thường được vận chuyển qua một đường ống dẫn khí riêng biệt đặc biệt.
12) Một trong những sản phẩm phổ biến nhất được làm trực tiếp từ ethylene là nhựa.
