Etylen er den enkleste av de organiske forbindelsene kjent som alkener. Det er en fargeløs brennbar gass med en søtlig smak og lukt. Naturlige kilder inkluderer naturgass og olje, det er også et naturlig hormon i planter hvor det hemmer vekst og fremmer fruktmodning. Bruk av etylen er vanlig i industriell organisk kjemi. Den produseres ved oppvarming av naturgass, smeltepunktet er 169,4°C, kokepunktet er 103,9°C.
Ethylen: strukturelle egenskaper og egenskaper
Hydrokarboner er molekyler som inneholder hydrogen og karbon. De varierer sterkt når det gjelder antall enkelt- og dobbeltbindinger og den strukturelle orienteringen til hver komponent. Et av de enkleste, men biologisk og økonomisk fordelaktige hydrokarbonene er etylen. Den leveres i gassform, er fargeløs og brannfarlig. Den består av to dobbeltbundne karbonatomer med hydrogenatomer. Den kjemiske formelen er C2H4. Den strukturelle formen til molekylet er lineær på grunn av tilstedeværelsen av en dobbeltbinding i midten.
Etylen har en søtlig moskuslukt som gjør det enkelt åidentifisere stoffet i luften. Dette gjelder gass i sin rene form: lukten kan forsvinne når den blandes med andre kjemikalier.
Etylen-søknadsordning
Etylen brukes i to hovedkategorier: som monomer som det bygges store karbonkjeder av, og som utgangsmateriale for andre tokarbonforbindelser. Polymerisasjoner er gjentatte kombinasjoner av mange små etylenmolekyler til større. Denne prosessen foregår ved høye trykk og temperaturer. Søknadene for etylen er mange. Polyetylen er en polymer som brukes spesielt i store mengder i produksjon av emballasjefilmer, trådbelegg og plastflasker. En annen bruk av etylen som monomer gjelder dannelsen av lineære a-olefiner. Etylen er utgangsmaterialet for fremstilling av en rekke tokarbonforbindelser, som etanol (teknisk alkohol), etylenoksid (frostvæske, polyesterfibre og filmer), acetaldehyd og vinylklorid. I tillegg til disse forbindelsene danner etylen med benzen etylbenzen, som brukes i produksjon av plast og syntetisk gummi. Det aktuelle stoffet er et av de enkleste hydrokarbonene. Egenskapene til etylen gjør det imidlertid biologisk og økonomisk viktig.
Kommersiell bruk
Egenskapene til etylen gir et godt kommersielt grunnlag for et stort antall organiske (inneholdende karbon og hydrogen) materialer. Enkelte etylenmolekyler kan værekoblet sammen for å lage polyetylen (som betyr mange etylenmolekyler). Polyetylen brukes til å lage plast. I tillegg kan den brukes til å lage vaskemidler og syntetiske smøremidler, som er kjemikalier som brukes for å redusere friksjonen. Bruken av etylen for å oppnå styrener er relevant i prosessen med å lage gummi og beskyttende emballasje. I tillegg brukes det i skoindustrien, spesielt sportssko, samt i produksjon av bildekk. Bruken av etylen er kommersielt viktig, og selve gassen er et av de mest produserte hydrokarbonene på global skala.
Helsefare
Etylen er en helsefare først og fremst fordi det er brannfarlig og eksplosivt. Det kan også virke som et medikament i lave konsentrasjoner, forårsake kvalme, svimmelhet, hodepine og inkoordinering. Ved høyere konsentrasjoner virker det som et bedøvelsesmiddel, og forårsaker bevisstløshet, ufølsomhet for smerte og andre stimuli. Alle disse negative aspektene kan i utgangspunktet være en grunn til bekymring for personer som jobber direkte med gass. Mengden etylen som folk flest møter i hverdagen er vanligvis relativt liten.
etylenreaksjoner
1) Oksidasjon. Dette er tilsetning av oksygen, for eksempel ved oksidasjon av etylen til etylenoksid. Den brukes ii produksjon av etylenglykol (1,2-etandiol), som brukes som frostvæske og i produksjon av polyestere ved kondensasjonspolymerisasjon.
2) Halogenering - reaksjoner med etylen av fluor, klor, brom, jod.
3) Klorering av etylen som 1,2-dikloretan og påfølgende konvertering av 1,2-dikloretan til vinylkloridmonomer. 1,2-Dikloretan er et nyttig organisk løsningsmiddel og er også en verdifull forløper i syntesen av vinylklorid.
4) Alkylering - tilsetning av hydrokarboner til dobbeltbindingen, for eksempel syntese av etylbenzen fra etylen og benzen, etterfulgt av konvertering til styren. Etylbenzen er et mellomprodukt for produksjon av styren, en av de mest brukte vinylmonomerene. Styren er en monomer som brukes til å lage polystyren.
5) Forbrenning av etylen. Gassen oppnås ved å varme opp etylalkohol og konsentrert svovelsyre.
6) Hydrering er en reaksjon med tilsetning av vann til en dobbeltbinding. Den viktigste industrielle anvendelsen av denne reaksjonen er omdannelsen av etylen til etanol.
Etylen og forbrenning
Etylen er en fargeløs gass som er dårlig løselig i vann. Forbrenningen av etylen i luft er ledsaget av dannelse av karbondioksid og vann. I sin rene form brenner gassen med en lett diffusjonsflamme. Blandet med en liten mengde luft gir det en flamme som består av tre separate lag - en indre kjerne - uforbrent gass, et blågrønt lag og en ytre kjegle hvor det delvis oksiderte produktetfra det ferdigblandede laget brenn i en diffusjonsflamme. Den resulterende flammen viser en kompleks rekke reaksjoner, og etter hvert som mer luft tilsettes gassblandingen, forsvinner diffusjonslaget gradvis.
Nyttige fakta
1) Etylen er et naturlig plantehormon, det påvirker vekst, utvikling, modning og aldring av alle planter.
2) Gassen er ikke skadelig og ikke-giftig for mennesker i en viss konsentrasjon (100-150 mg).
3) Det brukes i medisin som smertestillende middel.
4) Etylen bremser ned ved lave temperaturer.
5) Den karakteristiske egenskapen er god penetrasjon gjennom de fleste stoffer, som pappemballasjebokser, tre- og til og med betongvegger.
6) Selv om det er uvurderlig for sin evne til å sette i gang modningsprosessen, kan det også være svært skadelig for mange frukter, grønnsaker, blomster og planter, akselerere aldringsprosessen og redusere produktkvalitet og holdbarhet. Skadegraden avhenger av konsentrasjonen, eksponeringsvarigheten og temperaturen.
7) Etylen er eksplosiv i høye konsentrasjoner.
8) Etylen brukes i produksjon av spesialglass til bilindustrien.
9) Fremstilling av konstruksjonsstål: Gassen brukes som oksygengass for metallskjæring, sveising og høyhastighets termisk sprøyting.
10) Raffinering: Etylen brukessom kjølemiddel, spesielt i LNG-anlegg.
11) Etylen er som nevnt tidligere et veldig reaktivt stoff, i tillegg er det også svært brannfarlig. Av sikkerhetsmessige årsaker transporteres den vanligvis gjennom en spesiell separat gassrørledning.
12) Et av de vanligste produktene laget direkte av etylen er plast.
