الإيثيلين هو أبسط المركبات العضوية المعروفة بالألكينات. وهو غاز عديم اللون وقابل للاشتعال وله طعم ورائحة حلوة. تشمل المصادر الطبيعية الغاز الطبيعي والزيت ، وهو أيضًا هرمون طبيعي في النباتات حيث يثبط النمو ويعزز نضج الثمار. يعد استخدام الإيثيلين شائعًا في الكيمياء العضوية الصناعية. يتم إنتاجه عن طريق تسخين الغاز الطبيعي ، نقطة الانصهار 169.4 درجة مئوية ، نقطة الغليان 103.9 درجة مئوية
الإيثيلين: الخصائص والخصائص الهيكلية
الهيدروكربونات هي جزيئات تحتوي على الهيدروجين والكربون. وهي تختلف اختلافًا كبيرًا من حيث عدد الروابط الفردية والمزدوجة والتوجه الهيكلي لكل مكون. يعد الإيثيلين أحد أبسط الهيدروكربونات المفيدة بيولوجيًا واقتصاديًا. يتم توفيره في شكل غازي ، وهو عديم اللون وقابل للاشتعال. يتكون من ذرتين كربون مزدوجتين مع ذرات هيدروجين. الصيغة الكيميائية هي C2H4. الشكل الهيكلي للجزيء خطي نظرًا لوجود رابطة مزدوجة في المركز.
الإيثيلين له رائحة مسكية حلوة تجعل من السهلالتعرف على المادة في الهواء. وهذا ينطبق على الغاز في صورته النقية: فقد تختفي الرائحة عند خلطها بمواد كيميائية أخرى.
مخطط تطبيق الإيثيلين
يتم استخدام الإيثيلين في فئتين رئيسيتين: كمونومر تُبنى منه سلاسل كربون كبيرة ، وكمواد أولية لمركبات ثنائية الكربون أخرى. البلمرة عبارة عن مجموعات متكررة من العديد من جزيئات الإيثيلين الصغيرة إلى جزيئات أكبر. تتم هذه العملية تحت ضغط ودرجات حرارة عالية. تطبيقات الإيثيلين عديدة. البولي إيثيلين عبارة عن بوليمر يستخدم بشكل خاص بكميات كبيرة في إنتاج أغشية التغليف ، وطلاء الأسلاك ، والزجاجات البلاستيكية. استخدام آخر للإيثيلين كمونومر يتعلق بتكوين أوليفينات ألفا الخطية. الإيثيلين هو مادة البداية لتحضير عدد من المركبات ثنائية الكربون ، مثل الإيثانول (كحول تقني) وأكسيد الإيثيلين (مضاد للتجمد وألياف بوليستر وأغشية) وأسيتالديهيد وكلوريد الفينيل. بالإضافة إلى هذه المركبات ، يشكل الإيثيلين مع البنزين إيثيل بنزين ، والذي يستخدم في إنتاج البلاستيك والمطاط الصناعي. المادة المعنية هي واحدة من أبسط المواد الهيدروكربونية. ومع ذلك ، فإن خصائص الإيثيلين تجعله مهمًا بيولوجيًا واقتصاديًا.
الاستخدام التجاري
توفر خصائص الإيثيلين أساسًا تجاريًا جيدًا لعدد كبير من المواد العضوية (المحتوية على الكربون والهيدروجين). يمكن أن تكون جزيئات الإيثيلين المفردةانضموا معًا لصنع البولي إيثيلين (وهو ما يعني العديد من جزيئات الإيثيلين). يستخدم البولي إيثيلين في صناعة البلاستيك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه في صناعة المنظفات والمزلقات الاصطناعية ، وهي مواد كيميائية تستخدم لتقليل الاحتكاك. يعد استخدام الإيثيلين للحصول على ستيرين مهمًا في عملية إنشاء عبوات مطاطية ووقائية. بالإضافة إلى أنها تستخدم في صناعة الأحذية وخاصة الأحذية الرياضية وكذلك في إنتاج إطارات السيارات. يعد استخدام الإيثيلين أمرًا مهمًا تجاريًا ، والغاز نفسه هو أحد أكثر الهيدروكربونات شيوعًا على المستوى العالمي.
مخاطر صحية
الإيثيلين هو خطر على الصحة في المقام الأول لأنه قابل للاشتعال والانفجار. يمكن أن يعمل أيضًا كدواء بتركيزات منخفضة ، مما يسبب الغثيان والدوار والصداع وعدم الاتساق. بتركيزات أعلى ، يعمل كمخدر ، مما يسبب فقدان الوعي وعدم الحساسية للألم والمثيرات الأخرى. كل هذه الجوانب السلبية يمكن أن تكون مدعاة للقلق في المقام الأول للأشخاص الذين يعملون بشكل مباشر مع الغاز. عادة ما تكون كمية الإيثيلين التي يواجهها معظم الناس في حياتهم اليومية صغيرة نسبيًا.
تفاعلات الإيثيلين
1) الأكسدة. هذا هو إضافة الأكسجين ، على سبيل المثال ، في أكسدة الإيثيلين إلى أكسيد الإيثيلين. يتم استخدامه فيفي إنتاج جلايكول الإيثيلين (1 ، 2-إيثانيديول) ، والذي يستخدم كسائل مضاد للتجمد وفي إنتاج البوليسترات عن طريق بلمرة التكثيف.
2) الهلجنة - التفاعلات مع إيثيلين الفلور والكلور والبروم واليود.
3) كلورة الإيثيلين في صورة 1،2-ثنائي كلورو الإيثان والتحويل اللاحق لـ 1،2-ثنائي كلورو الإيثان إلى مونومر كلوريد الفينيل. 1،2-Dichloroethane هو مذيب عضوي مفيد وهو أيضًا مقدمة قيمة في تخليق كلوريد الفينيل.
4) الألكلة - إضافة الهيدروكربونات إلى الرابطة المزدوجة ، على سبيل المثال ، توليف إيثيل بنزين من الإيثيلين والبنزين ، متبوعًا بالتحويل إلى ستيرين. يعتبر إيثيل بنزين وسيطًا لإنتاج الستايرين ، وهو أحد أكثر مونومرات الفينيل استخدامًا. الستايرين مونومر يستخدم في صناعة البوليسترين.
5) احتراق الإيثيلين. يتم الحصول على الغاز عن طريق تسخين الكحول الإيثيلي وحمض الكبريتيك المركز.
6) الترطيب هو تفاعل مع إضافة الماء إلى رابطة مزدوجة. أهم تطبيق صناعي لهذا التفاعل هو تحويل الإيثيلين إلى إيثانول.
الإيثيلين والاحتراق
الإيثيلين غاز عديم اللون قليل الذوبان في الماء. يصاحب احتراق الإيثيلين في الهواء تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء. في شكله النقي ، يحترق الغاز بلهب انتشار الضوء. ممزوجًا بكمية صغيرة من الهواء ، يعطي لهبًا يتكون من ثلاث طبقات منفصلة - قلب داخلي - غاز غير محترق وطبقة خضراء مزرقة ومخروط خارجي حيث المنتج المؤكسد جزئيًامن الطبقة المخلوطة مسبقًا يحترق في لهب منتشر. يُظهر اللهب الناتج سلسلة معقدة من التفاعلات ، ومع إضافة المزيد من الهواء إلى خليط الغاز ، تختفي طبقة الانتشار تدريجياً.
حقائق مفيدة
1) الإيثيلين هرمون نباتي طبيعي يؤثر على نمو وتطور ونضج وشيخوخة جميع النباتات.
2) الغاز غير ضار وغير سام للبشر بتركيز معين (100-150 مجم).
3) يستخدم في الطب كمسكن للآلام
4) يتباطأ الإيثيلين عند درجات الحرارة المنخفضة
5) الخاصية المميزة هي اختراق جيد لمعظم المواد ، مثل صناديق التعبئة والتغليف من الورق المقوى والجدران الخشبية وحتى الخرسانية.
6) في حين أنه لا يقدر بثمن لقدرته على بدء عملية النضج ، إلا أنه يمكن أن يكون ضارًا جدًا بالعديد من الفواكه والخضروات والزهور والنباتات ، مما يسرع من عملية الشيخوخة ويقلل من جودة المنتج ومدة الصلاحية. درجة الضرر تعتمد على التركيز ومدة التعرض ودرجة الحرارة.
7) الإيثيلين مادة متفجرة بتركيزات عالية
8) يستخدم الإيثيلين في إنتاج زجاج خاص لصناعة السيارات.
9) تصنيع الفولاذ الإنشائي: يتم استخدام الغاز كغاز وقود أوكسي لقطع المعادن واللحام والرش الحراري عالي السرعة.
10) التكرير: يستخدم الإيثيلينكمبرد ، وخاصة في مصانع الغاز الطبيعي المسال.
11) كما ذكرنا سابقًا ، الإيثيلين مادة شديدة التفاعل ، بالإضافة إلى أنها شديدة الاشتعال. لأسباب تتعلق بالسلامة ، يتم نقلها عادةً عبر خط أنابيب غاز منفصل خاص.
12) من أكثر المنتجات شيوعًا المصنوعة مباشرة من الإيثيلين البلاستيك.
