Etileen is die eenvoudigste van die organiese verbindings bekend as alkene. Dit is 'n kleurlose vlambare gas met 'n soet smaak en reuk. Natuurlike bronne sluit aardgas en olie in, dit is ook 'n natuurlike hormoon in plante waar dit groei inhibeer en vrugterypwording bevorder. Die gebruik van etileen is algemeen in industriële organiese chemie. Dit word vervaardig deur aardgas te verhit, smeltpunt is 169.4°C, kookpunt is 103.9°C.
Etileen: strukturele kenmerke en eienskappe
Koolwaterstowwe is molekules wat waterstof en koolstof bevat. Hulle verskil baie in terme van die aantal enkel- en dubbelbindings en die strukturele oriëntasie van elke komponent. Een van die eenvoudigste, maar biologies en ekonomies voordelige koolwaterstowwe is etileen. Dit word in gasvorm verskaf, is kleurloos en vlambaar. Dit bestaan uit twee dubbelgebonde koolstofatome met waterstofatome. Die chemiese formule is C2H4. Die strukturele vorm van die molekule is lineêr as gevolg van die teenwoordigheid van 'n dubbelbinding in die middel.
Etileen het 'n soet muskusgeur wat dit maklik maak omidentifiseer die stof in die lug. Dit geld vir gas in sy suiwer vorm: die reuk kan verdwyn wanneer dit met ander chemikalieë gemeng word.
Etileen-aansoekskema
Etileen word in twee hoofkategorieë gebruik: as 'n monomeer waaruit groot koolstofkettings gebou word, en as 'n beginmateriaal vir ander tweekoolstofverbindings. Polimerisasies is herhaalde kombinasies van baie klein etileenmolekules in groteres. Hierdie proses vind plaas by hoë druk en temperature. Die aansoeke vir etileen is talle. Poliëtileen is 'n polimeer wat veral in groot hoeveelhede gebruik word in die vervaardiging van verpakkingsfilms, draadbedekkings en plastiekbottels. Nog 'n gebruik van etileen as 'n monomeer is die vorming van lineêre α-olefiene. Etileen is die beginmateriaal vir die bereiding van 'n aantal tweekoolstofverbindings, soos etanol (tegniese alkohol), etileenoksied (vriesmiddel, poliëstervesels en films), asetaldehied en vinielchloried. Benewens hierdie verbindings vorm etileen met benseen etielbenseen, wat gebruik word in die vervaardiging van plastiek en sintetiese rubber. Die betrokke stof is een van die eenvoudigste koolwaterstowwe. Die eienskappe van etileen maak dit egter biologies en ekonomies betekenisvol.
Kommersiële gebruik
Die eienskappe van etileen bied 'n goeie kommersiële basis vir 'n groot aantal organiese (wat koolstof en waterstof bevat) materiale. Enkele etileenmolekules kan weessaamgevoeg om poliëtileen te maak (wat baie etileenmolekules beteken). Poliëtileen word gebruik om plastiek te maak. Daarbenewens kan dit gebruik word om skoonmaakmiddels en sintetiese smeermiddels te maak, wat chemikalieë is wat gebruik word om wrywing te verminder. Die gebruik van etileen om stirene te verkry, is relevant in die proses om rubber en beskermende verpakking te skep. Boonop word dit in die skoenbedryf, veral sportskoene, sowel as in die vervaardiging van motorbande gebruik. Die gebruik van etileen is kommersieel belangrik, en die gas self is een van die koolwaterstowwe wat die meeste op 'n wêreldskaal vervaardig word.
Gesondheidsgevaar
Etileen is 'n gesondheidsgevaar hoofsaaklik omdat dit vlambaar en plofbaar is. Dit kan ook optree soos 'n dwelm by lae konsentrasies, wat naarheid, duiseligheid, hoofpyne en gebrekkige koördinasie veroorsaak. By hoër konsentrasies dien dit as 'n verdowingsmiddel, wat bewusteloosheid, onsensitiwiteit vir pyn en ander stimuli veroorsaak. Al hierdie negatiewe aspekte kan in die eerste plek 'n rede tot kommer wees vir mense wat direk met gas werk. Die hoeveelheid etileen wat die meeste mense in hul daaglikse lewe teëkom, is gewoonlik relatief klein.
Etileenreaksies
1) Oksidasie. Dit is die byvoeging van suurstof, byvoorbeeld, in die oksidasie van etileen tot etileenoksied. Dit word gebruik inin die produksie van etileenglikol (1, 2-etaandiol), wat as 'n vriesvriesvloeistof gebruik word en in die produksie van poliësters deur kondensasiepolimerisasie.
2) Halogenering - reaksies met etileen van fluoor, chloor, broom, jodium.
3) Chlorering van etileen as 1,2-dichloretaan en daaropvolgende omskakeling van 1,2-dichloretaan na vinielchloriedmonomeer. 1,2-Dichloroetaan is 'n nuttige organiese oplosmiddel en is ook 'n waardevolle voorloper in die sintese van vinielchloried.
4) Alkylering - die byvoeging van koolwaterstowwe tot die dubbelbinding, byvoorbeeld die sintese van etielbenseen vanaf etileen en benseen, gevolg deur omskakeling na stireen. Etielbenseen is 'n tussenproduk vir die vervaardiging van stireen, een van die vinielmonomere wat die meeste gebruik word. Styreen is 'n monomeer wat gebruik word om polistireen te maak.
5) Verbranding van etileen. Die gas word verkry deur etielalkohol en gekonsentreerde swaelsuur te verhit.
6) Hidrasie is 'n reaksie met die byvoeging van water tot 'n dubbelbinding. Die belangrikste industriële toepassing van hierdie reaksie is die omskakeling van etileen na etanol.
Etileen en verbranding
Etileen is 'n kleurlose gas wat swak oplosbaar is in water. Die verbranding van etileen in lug gaan gepaard met die vorming van koolstofdioksied en water. In sy suiwer vorm brand die gas met 'n ligte diffusievlam. Vermeng met 'n klein hoeveelheid lug gee dit 'n vlam wat uit drie afsonderlike lae bestaan - 'n binnekern - onverbrande gas, 'n blougroen laag en 'n buitenste keël waar die gedeeltelik geoksideerde produkvan die voorafgemengde laag brand in 'n diffusievlam. Die gevolglike vlam toon 'n komplekse reeks reaksies, en soos meer lug by die gasmengsel gevoeg word, verdwyn die diffusielaag geleidelik.
Nuttige feite
1) Etileen is 'n natuurlike planthormoon, dit beïnvloed die groei, ontwikkeling, rypwording en veroudering van alle plante.
2) Die gas is nie skadelik en nie-giftig vir mense in 'n sekere konsentrasie (100-150 mg).
3) Dit word in medisyne gebruik as 'n pynstiller.
4) Etileen vertraag by lae temperature.
5) Die kenmerkende eienskap is goeie penetrasie deur die meeste stowwe, soos kartonverpakkingsbokse, hout- en selfs betonmure.
6) Alhoewel dit van onskatbare waarde is vir sy vermoë om die rypwordingsproses te begin, kan dit ook baie skadelik wees vir baie vrugte, groente, blomme en plante, wat die verouderingsproses versnel en produkkwaliteit en raklewe verminder. Die graad van skade hang af van die konsentrasie, duur van blootstelling en temperatuur.
7) Etileen is plofbaar teen hoë konsentrasies.
8) Etileen word gebruik in die vervaardiging van spesiale glas vir die motorbedryf.
9) Strukturele staalvervaardiging: Die gas word gebruik as suurstofgas vir metaalsny, sweiswerk en hoëspoed termiese bespuiting.
10) Verfyning: Etileen word gebruikas 'n koelmiddel, veral in LNG-aanlegte.
11) Soos vroeër genoem, is etileen 'n baie reaktiewe stof, daarbenewens is dit ook baie vlambaar. Om veiligheidsredes word dit gewoonlik deur 'n spesiale aparte gaspypleiding vervoer.
12) Een van die mees algemene produkte wat direk van etileen gemaak word, is plastiek.
