L'etilene è il più semplice dei composti organici conosciuti come alcheni. È un gas infiammabile incolore con un sapore e un odore dolciastro. Le fonti naturali includono gas naturale e petrolio, è anche un ormone naturale nelle piante dove inibisce la crescita e favorisce la maturazione dei frutti. L'uso dell'etilene è comune nella chimica organica industriale. È prodotto riscaldando il gas naturale, il punto di fusione è 169,4°C, il punto di ebollizione è 103,9°C.
Etilene: caratteristiche e proprietà strutturali
Gli idrocarburi sono molecole contenenti idrogeno e carbonio. Variano notevolmente in termini di numero di legami singoli e doppi e l'orientamento strutturale di ciascun componente. Uno degli idrocarburi più semplici, ma biologicamente ed economicamente benefici è l'etilene. Viene fornito in forma gassosa, è incolore e infiammabile. È costituito da due atomi di carbonio a doppio legame con atomi di idrogeno. La formula chimica è C2H4. La forma strutturale della molecola è lineare a causa della presenza di un doppio legame al centro.
L'etilene ha un odore dolciastro di muschio che lo rende facileidentificare la sostanza nell'aria. Questo vale per il gas nella sua forma pura: l'odore può scomparire se mescolato con altre sostanze chimiche.
Schema di applicazione dell'etilene
L'etilene viene utilizzato in due categorie principali: come monomero da cui vengono costruite grandi catene di carbonio e come materiale di partenza per altri composti a due atomi di carbonio. Le polimerizzazioni sono combinazioni ripetute di molte piccole molecole di etilene in molecole più grandi. Questo processo avviene a pressioni e temperature elevate. Le applicazioni per l'etilene sono numerose. Il polietilene è un polimero che viene utilizzato soprattutto in grandi quantità nella produzione di film per imballaggio, rivestimenti in filo metallico e bottiglie di plastica. Un altro uso dell'etilene come monomero riguarda la formazione di α-olefine lineari. L'etilene è il materiale di partenza per la preparazione di numerosi composti a due atomi di carbonio, come etanolo (alcool tecnico), ossido di etilene (antigelo, fibre e film di poliestere), acetaldeide e cloruro di vinile. Oltre a questi composti, l'etilene con il benzene forma l'etilbenzene, che viene utilizzato nella produzione di plastica e gomma sintetica. La sostanza in questione è uno degli idrocarburi più semplici. Tuttavia, le proprietà dell'etilene lo rendono biologicamente ed economicamente significativo.
Uso commerciale
Le proprietà dell'etilene forniscono una buona base commerciale per un gran numero di materiali organici (contenenti carbonio e idrogeno). Possono esserlo singole molecole di etileneuniti insieme per formare polietilene (che significa molte molecole di etilene). Il polietilene è usato per produrre plastica. Inoltre, può essere utilizzato per produrre detergenti e lubrificanti sintetici, che sono sostanze chimiche utilizzate per ridurre l'attrito. L'uso dell'etilene per ottenere stireni è rilevante nel processo di creazione di imballaggi in gomma e protettivi. Inoltre, viene utilizzato nell'industria calzaturiera, in particolare nelle calzature sportive, nonché nella produzione di pneumatici per auto. L'uso dell'etilene è commercialmente importante e il gas stesso è uno degli idrocarburi più comunemente prodotti su scala globale.
Pericoli per la salute
L'etilene è un pericolo per la salute principalmente perché è infiammabile ed esplosivo. Può anche agire come un farmaco a basse concentrazioni, causando nausea, vertigini, mal di testa e incoordinazione. A concentrazioni più elevate, agisce come anestetico, causando perdita di coscienza, insensibilità al dolore e altri stimoli. Tutti questi aspetti negativi possono essere motivo di preoccupazione in primo luogo per le persone che lavorano direttamente con il gas. La quantità di etilene che la maggior parte delle persone incontra nella vita quotidiana è generalmente relativamente piccola.
Reazioni all'etilene
1) Ossidazione. Questa è l'aggiunta di ossigeno, ad esempio, nell'ossidazione dell'etilene in ossido di etilene. È usato innella produzione di glicole etilenico (1,2-etandiolo), che viene utilizzato come liquido antigelo e nella produzione di poliesteri mediante polimerizzazione per condensazione.
2) Alogenazione - reazioni con etilene di fluoro, cloro, bromo, iodio.
3) Clorurazione dell'etilene come 1,2-dicloroetano e successiva conversione dell'1,2-dicloroetano in monomero di cloruro di vinile. L'1,2-dicloroetano è un utile solvente organico ed è anche un prezioso precursore nella sintesi del cloruro di vinile.
4) Alchilazione - l'aggiunta di idrocarburi al doppio legame, ad esempio la sintesi di etilbenzene da etilene e benzene, seguita dalla conversione in stirene. L'etilbenzene è un intermedio per la produzione di stirene, uno dei monomeri vinilici più utilizzati. Lo stirene è un monomero usato per fare il polistirene.
5) Combustione di etilene. Il gas si ottiene riscaldando alcol etilico e acido solforico concentrato.
6) L'idratazione è una reazione con l'aggiunta di acqua a un doppio legame. L'applicazione industriale più importante di questa reazione è la conversione dell'etilene in etanolo.
Etilene e combustione
L'etilene è un gas incolore poco solubile in acqua. La combustione dell'etilene nell'aria è accompagnata dalla formazione di anidride carbonica e acqua. Nella sua forma pura, il gas brucia con una fiamma a diffusione di luce. Mescolato con una piccola quantità di aria, dà una fiamma costituita da tre strati separati - un nucleo interno - gas incombusto, uno strato blu-verde e un cono esterno dove il prodotto parzialmente ossidatodallo strato premiscelato brucia in una fiamma a diffusione. La fiamma risultante mostra una complessa serie di reazioni e, man mano che viene aggiunta più aria alla miscela di gas, lo strato di diffusione scompare gradualmente.
Fatti utili
1) L'etilene è un ormone vegetale naturale, influenza la crescita, lo sviluppo, la maturazione e l'invecchiamento di tutte le piante.
2) Il gas non è nocivo e non tossico per l'uomo in una certa concentrazione (100-150 mg).
3) È usato in medicina come analgesico.
4) L'etilene rallenta alle basse temperature.
5) La proprietà caratteristica è una buona penetrazione attraverso la maggior parte delle sostanze, come scatole di imballaggio di cartone, pareti di legno e persino di cemento.
6) Sebbene sia inestimabile per la sua capacità di avviare il processo di maturazione, può anche essere molto dannoso per molti frutti, verdure, fiori e piante, accelerando il processo di invecchiamento e riducendo la qualità del prodotto e la durata di conservazione. Il grado di danno dipende dalla concentrazione, dalla durata dell'esposizione e dalla temperatura.
7) L'etilene è esplosivo ad alte concentrazioni.
8) L'etilene viene utilizzato nella produzione di vetri speciali per l'industria automobilistica.
9) Fabbricazione di acciaio strutturale: il gas viene utilizzato come gas ossicombustibile per il taglio dei metalli, la saldatura e la spruzzatura termica ad alta velocità.
10) Raffinazione: viene utilizzato etilenecome refrigerante, soprattutto negli impianti di GNL.
11) Come accennato in precedenza, l'etilene è una sostanza molto reattiva, inoltre è anche molto infiammabile. Per motivi di sicurezza, di solito viene trasportato attraverso uno speciale gasdotto separato.
12) Uno dei prodotti più comuni realizzati direttamente dall'etilene è la plastica.
