Ethylen ist die einfachste der organischen Verbindungen, die als Alkene bekannt sind. Es ist ein farbloses, brennbares Gas mit süßlichem Geschmack und Geruch. Natürliche Quellen sind Erdgas und Öl, es ist auch ein natürliches Hormon in Pflanzen, wo es das Wachstum hemmt und die Fruchtreife fördert. Die Verwendung von Ethylen ist in der industriellen organischen Chemie üblich. Es wird durch Erhitzen von Erdgas hergestellt, Schmelzpunkt 169,4°C, Siedepunkt 103,9°C.
Ethylen: strukturelle Merkmale und Eigenschaften
Kohlenwasserstoffe sind Moleküle, die Wasserstoff und Kohlenstoff enth alten. Sie unterscheiden sich stark in der Anzahl der Einfach- und Doppelbindungen und der strukturellen Ausrichtung der einzelnen Komponenten. Einer der einfachsten, aber biologisch und wirtschaftlich vorteilhaften Kohlenwasserstoffe ist Ethylen. Es wird gasförmig geliefert, ist farblos und brennbar. Es besteht aus zwei doppelt gebundenen Kohlenstoffatomen mit Wasserstoffatomen. Die chemische Formel ist C2H4. Die strukturelle Form des Moleküls ist aufgrund des Vorhandenseins einer Doppelbindung in der Mitte linear.
Ethylen hat einen süßlichen Moschusgeruch, der es leicht machtIdentifizieren Sie die Substanz in der Luft. Dies gilt für Gas in seiner reinen Form: Der Geruch kann verschwinden, wenn es mit anderen Chemikalien vermischt wird.
Äthylenanwendungsschema
Ethylen wird in zwei Hauptkategorien verwendet: als Monomer, aus dem große Kohlenstoffketten aufgebaut werden, und als Ausgangsmaterial für andere Zwei-Kohlenstoff-Verbindungen. Polymerisationen sind wiederholte Kombinationen vieler kleiner Ethylenmoleküle zu größeren. Dieser Prozess findet bei hohen Drücken und Temperaturen statt. Die Anwendungen für Ethylen sind zahlreich. Polyethylen ist ein Polymer, das vor allem bei der Herstellung von Verpackungsfolien, Drahtbeschichtungen und Kunststoffflaschen in großen Mengen verwendet wird. Eine weitere Verwendung von Ethylen als Monomer betrifft die Bildung von linearen α-Olefinen. Ethylen ist das Ausgangsmaterial für die Herstellung einer Reihe von Zwei-Kohlenstoff-Verbindungen wie Ethanol (technischer Alkohol), Ethylenoxid (Frostschutzmittel, Polyesterfasern und -filme), Acetaldehyd und Vinylchlorid. Neben diesen Verbindungen bildet Ethylen mit Benzol Ethylbenzol, das bei der Herstellung von Kunststoffen und Synthesekautschuk verwendet wird. Der betreffende Stoff ist einer der einfachsten Kohlenwasserstoffe. Die Eigenschaften von Ethylen machen es jedoch biologisch und wirtschaftlich bedeutsam.
Kommerzielle Nutzung
Die Eigenschaften von Ethylen bieten eine gute kommerzielle Basis für eine große Anzahl organischer (kohlenstoff- und wasserstoffh altiger) Materialien. Einzelne Ethylenmoleküle können seinmiteinander verbunden, um Polyethylen zu bilden (was viele Ethylenmoleküle bedeutet). Polyethylen wird zur Herstellung von Kunststoffen verwendet. Darüber hinaus kann es zur Herstellung von Reinigungsmitteln und synthetischen Schmiermitteln verwendet werden, bei denen es sich um Chemikalien handelt, die zur Verringerung der Reibung verwendet werden. Die Verwendung von Ethylen zur Gewinnung von Styrolen ist bei der Herstellung von Gummi- und Schutzverpackungen relevant. Darüber hinaus wird es in der Schuhindustrie, insbesondere Sportschuhen, sowie bei der Herstellung von Autoreifen verwendet. Die Verwendung von Ethylen ist wirtschaftlich wichtig, und das Gas selbst ist einer der weltweit am häufigsten produzierten Kohlenwasserstoffe.
Gesundheitsgefahr
Ethylen ist vor allem deshalb gesundheitsgefährdend, weil es brennbar und explosiv ist. Es kann in niedrigen Konzentrationen auch wie eine Droge wirken und Übelkeit, Schwindel, Kopfschmerzen und Koordinationsstörungen verursachen. In höheren Konzentrationen wirkt es als Anästhetikum und verursacht Bewusstlosigkeit, Schmerzunempfindlichkeit und andere Reize. All diese negativen Aspekte können in erster Linie Menschen beunruhigen, die direkt mit Gas arbeiten. Die Menge an Ethylen, der die meisten Menschen in ihrem täglichen Leben begegnen, ist normalerweise relativ gering.
Ethylenreaktionen
1) Oxidation. Dies ist beispielsweise die Anlagerung von Sauerstoff bei der Oxidation von Ethylen zu Ethylenoxid. Es wird in verwendetbei der Herstellung von Ethylenglykol (1,2-Ethandiol), das als Frostschutzmittel verwendet wird, und bei der Herstellung von Polyestern durch Kondensationspolymerisation.
2) Halogenierung - Reaktionen mit Ethylen von Fluor, Chlor, Brom, Jod.
3) Chlorierung von Ethylen als 1,2-Dichlorethan und anschließende Umwandlung von 1,2-Dichlorethan in Vinylchlorid-Monomer. 1,2-Dichlorethan ist ein nützliches organisches Lösungsmittel und auch eine wertvolle Vorstufe bei der Synthese von Vinylchlorid.
4) Alkylierung - die Addition von Kohlenwasserstoffen an die Doppelbindung, zum Beispiel die Synthese von Ethylbenzol aus Ethylen und Benzol, gefolgt von der Umwandlung in Styrol. Ethylbenzol ist ein Zwischenprodukt für die Herstellung von Styrol, einem der am häufigsten verwendeten Vinylmonomere. Styrol ist ein Monomer, das zur Herstellung von Polystyrol verwendet wird.
5) Verbrennung von Ethylen. Das Gas wird durch Erhitzen von Ethylalkohol und konzentrierter Schwefelsäure gewonnen.
6) Hydratation ist eine Reaktion unter Addition von Wasser an eine Doppelbindung. Die wichtigste industrielle Anwendung dieser Reaktion ist die Umwandlung von Ethylen in Ethanol.
Ethylen und Verbrennung
Ethylen ist ein farbloses Gas, das in Wasser schwer löslich ist. Die Verbrennung von Ethylen in Luft wird von der Bildung von Kohlendioxid und Wasser begleitet. In seiner reinen Form verbrennt das Gas mit einer leichten Diffusionsflamme. Vermischt mit einer kleinen Menge Luft ergibt es eine Flamme, die aus drei getrennten Schichten besteht – einem inneren Kern – unverbranntes Gas, einer blaugrünen Schicht und einem äußeren Kegel, in dem sich das teilweise oxidierte Produkt befindetaus der vorgemischten Schicht in einer Diffusionsflamme verbrennen. Die resultierende Flamme zeigt eine komplexe Reihe von Reaktionen, und je mehr Luft dem Gasgemisch hinzugefügt wird, desto mehr verschwindet die Diffusionsschicht.
Nützliche Fakten
1) Ethylen ist ein natürliches Pflanzenhormon, es beeinflusst Wachstum, Entwicklung, Reifung und Alterung aller Pflanzen.
2) Das Gas ist in einer bestimmten Konzentration (100-150 mg) nicht schädlich und ungiftig für den Menschen.
3) Es wird in der Medizin als Schmerzmittel verwendet.
4) Ethylen verlangsamt sich bei niedrigen Temperaturen.
5) Die charakteristische Eigenschaft ist ein gutes Durchdringen der meisten Substanzen, wie z. B. Verpackungskartons, Holz- und sogar Betonwände.
6) Während es für seine Fähigkeit, den Reifungsprozess einzuleiten, von unschätzbarem Wert ist, kann es für viele Früchte, Gemüse, Blumen und Pflanzen auch sehr schädlich sein, den Alterungsprozess beschleunigen und die Produktqualität und H altbarkeit verringern. Der Grad der Schädigung ist abhängig von Konzentration, Einwirkungsdauer und Temperatur.
7) Ethylen ist in hohen Konzentrationen explosiv.
8) Ethylen wird zur Herstellung von Spezialglas für die Automobilindustrie verwendet.
9) Baustahlherstellung: Das Gas wird als Oxy-Brenngas zum Metallschneiden, Schweißen und thermischen Hochgeschwindigkeitsspritzen verwendet.
10) Raffination: Ethylen wird verwendetals Kältemittel, insbesondere in LNG-Anlagen.
11) Wie bereits erwähnt, ist Ethylen eine sehr reaktive Substanz, außerdem ist es auch sehr leicht entzündlich. Aus Sicherheitsgründen wird es normalerweise durch eine spezielle separate Gasleitung transportiert.
12) Eines der häufigsten Produkte, die direkt aus Ethylen hergestellt werden, ist Plastik.
