เอทิลีนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดที่เรียกว่าแอลคีน เป็นก๊าซไวไฟไม่มีสี มีรสและกลิ่นที่หอมหวาน แหล่งธรรมชาติรวมถึงก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน นอกจากนี้ยังเป็นฮอร์โมนธรรมชาติในพืชที่ยับยั้งการเจริญเติบโตและส่งเสริมการสุกของผล การใช้เอทิลีนเป็นเรื่องปกติในเคมีอินทรีย์อุตสาหกรรม ผลิตโดยการให้ความร้อนก๊าซธรรมชาติ จุดหลอมเหลว 169.4°C จุดเดือด 103.9°C
เอทิลีน: ลักษณะโครงสร้างและคุณสมบัติ
ไฮโดรคาร์บอนคือโมเลกุลที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและคาร์บอน พวกเขาแตกต่างกันอย่างมากในแง่ของจำนวนของพันธะเดี่ยวและคู่และการวางแนวโครงสร้างของแต่ละองค์ประกอบ ไฮโดรคาร์บอนที่ง่ายที่สุด แต่มีประโยชน์ทางชีววิทยาและเศรษฐกิจคือเอทิลีน จำหน่ายในรูปก๊าซ ไม่มีสี และไวไฟ ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนพันธะคู่สองอะตอมที่มีไฮโดรเจนอะตอม สูตรทางเคมีคือ C2H4 รูปแบบโครงสร้างของโมเลกุลมีลักษณะเป็นเส้นตรงเนื่องจากมีพันธะคู่อยู่ตรงกลาง
เอทิลีนมีกลิ่นมัสกี้ที่หอมหวานทำให้ง่ายต่อการระบุสารในอากาศ สิ่งนี้ใช้กับก๊าซในรูปแบบบริสุทธิ์: กลิ่นอาจหายไปเมื่อผสมกับสารเคมีอื่นๆ
รูปแบบการสมัครเอทิลีน
เอทิลีนใช้ในสองประเภทหลัก: เป็นโมโนเมอร์ที่สร้างโซ่คาร์บอนขนาดใหญ่ และเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับสารประกอบสองคาร์บอนอื่น ๆ โพลิเมอไรเซชันเป็นการรวมโมเลกุลเอทิลีนขนาดเล็กจำนวนมากเข้าด้วยกันซ้ำๆ ให้เป็นโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่ความดันและอุณหภูมิสูง การใช้งานสำหรับเอทิลีนมีมากมาย โพลิเอทิลีนเป็นพอลิเมอร์ที่ใช้โดยเฉพาะในปริมาณมากในการผลิตฟิล์มบรรจุภัณฑ์ เคลือบลวด และขวดพลาสติก การใช้เอทิลีนเป็นโมโนเมอร์อีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของ α-olefins เชิงเส้น เอทิลีนเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับการเตรียมสารประกอบสองคาร์บอนจำนวนหนึ่ง เช่น เอทานอล (แอลกอฮอล์ทางเทคนิค) เอทิลีนออกไซด์ (สารป้องกันการแข็งตัว เส้นใยโพลีเอสเตอร์และฟิล์ม) อะซีตัลดีไฮด์และไวนิลคลอไรด์ นอกจากสารประกอบเหล่านี้แล้ว เอทิลีนกับเบนซีนยังสร้างเอทิลเบนซีนซึ่งใช้ในการผลิตพลาสติกและยางสังเคราะห์ สารที่เป็นปัญหาคือสารไฮโดรคาร์บอนที่ง่ายที่สุดชนิดหนึ่ง อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของเอทิลีนทำให้มีความสำคัญทางชีวภาพและทางเศรษฐกิจ
ใช้ในเชิงพาณิชย์
คุณสมบัติของเอทิลีนเป็นพื้นฐานทางการค้าที่ดีสำหรับวัสดุอินทรีย์ (ที่มีคาร์บอนและไฮโดรเจน) จำนวนมาก โมเลกุลเอทิลีนเดี่ยวสามารถเป็นรวมกันเพื่อสร้างโพลิเอทิลีน (ซึ่งหมายถึงโมเลกุลเอทิลีนจำนวนมาก) โพลิเอทิลีนใช้ทำพลาสติก นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทำผงซักฟอกและสารหล่อลื่นสังเคราะห์ซึ่งเป็นสารเคมีที่ใช้ลดแรงเสียดทาน การใช้เอทิลีนเพื่อให้ได้สไตรีนมีความเกี่ยวข้องในกระบวนการสร้างยางและบรรจุภัณฑ์ป้องกัน นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมรองเท้าโดยเฉพาะรองเท้ากีฬาและในการผลิตยางรถยนต์ การใช้เอทิลีนมีความสำคัญในเชิงพาณิชย์ และก๊าซเองก็เป็นหนึ่งในไฮโดรคาร์บอนที่ผลิตขึ้นโดยทั่วไปในระดับโลก
อันตรายต่อสุขภาพ
เอทิลีนเป็นอันตรายต่อสุขภาพเป็นหลักเพราะเป็นสารไวไฟและระเบิดได้ นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เหมือนยาที่มีความเข้มข้นต่ำ ทำให้เกิดอาการคลื่นไส้ เวียนศีรษะ ปวดหัว และไม่ประสานกัน ที่ความเข้มข้นสูง จะทำหน้าที่เป็นยาชา ทำให้หมดสติ ไม่ไวต่อความเจ็บปวด และสิ่งเร้าอื่นๆ ด้านลบทั้งหมดเหล่านี้สามารถก่อให้เกิดความกังวลในตอนแรกสำหรับคนที่ทำงานเกี่ยวกับแก๊สโดยตรง ปริมาณเอทิลีนที่คนส่วนใหญ่พบในชีวิตประจำวันมักมีน้อย
ปฏิกิริยาเอทิลีน
1) ออกซิเดชัน. นี่คือการเพิ่มออกซิเจน ตัวอย่างเช่น ในการเกิดออกซิเดชันของเอทิลีนกับเอทิลีนออกไซด์ ใช้ในในการผลิตเอทิลีนไกลคอล (1, 2-ethanediol) ซึ่งใช้เป็นของเหลวป้องกันการแข็งตัวและในการผลิตโพลีเอสเตอร์โดยการควบแน่นของโพลิเมอไรเซชัน
2) ฮาโลเจน - ปฏิกิริยากับเอทิลีนของฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน
3) การทำคลอรีนของเอทิลีนเป็น 1,2-ไดคลอโรอีเทน และการแปลง 1,2-ไดคลอโรอีเทนเป็นโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ 1,2-ไดคลอโรอีเทนเป็นตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีประโยชน์และยังเป็นสารตั้งต้นที่มีคุณค่าในการสังเคราะห์ไวนิลคลอไรด์
4) Alkylation - การเติมไฮโดรคาร์บอนให้กับพันธะคู่ ตัวอย่างเช่น การสังเคราะห์เอทิลเบนซีนจากเอทิลีนและเบนซีน ตามด้วยการแปลงเป็นสไตรีน เอทิลเบนซีนเป็นสารตัวกลางในการผลิตสไตรีน ซึ่งเป็นหนึ่งในโมโนเมอร์ไวนิลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด สไตรีนเป็นโมโนเมอร์ที่ใช้ทำโพลีสไตรีน
5) การเผาไหม้ของเอทิลีน. ก๊าซได้มาจากการให้ความร้อนกับเอทิลแอลกอฮอล์และกรดซัลฟิวริกเข้มข้น
6) ความชุ่มชื้นคือปฏิกิริยาเมื่อเติมน้ำเข้าไปในพันธะคู่ การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดของปฏิกิริยานี้คือการแปลงเอทิลีนเป็นเอทานอล
เอทิลีนและการเผาไหม้
เอทิลีนเป็นก๊าซไม่มีสีที่ละลายในน้ำได้ไม่ดี การเผาไหม้ของเอทิลีนในอากาศนั้นมาพร้อมกับการก่อตัวของคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ในรูปแบบบริสุทธิ์ ก๊าซเผาไหม้ด้วยเปลวไฟแบบกระจายแสง ผสมกับอากาศจำนวนเล็กน้อย ทำให้เกิดเปลวไฟที่ประกอบด้วยสามชั้นที่แยกจากกัน - แกนใน - ก๊าซที่ยังไม่เผาไหม้ ชั้นสีเขียวแกมน้ำเงิน และกรวยด้านนอกที่ผลิตภัณฑ์ออกซิไดซ์บางส่วนจากชั้นพรีมิกซ์จะเผาไหม้ในเปลวไฟที่แพร่กระจาย เปลวไฟที่เกิดขึ้นแสดงปฏิกิริยาที่ซับซ้อน และเมื่อมีการเติมอากาศลงในส่วนผสมของแก๊สมากขึ้น ชั้นการแพร่ก็จะค่อยๆ หายไป
ข้อเท็จจริงที่เป็นประโยชน์
1) เอทิลีนเป็นฮอร์โมนพืชตามธรรมชาติ ส่งผลต่อการเจริญเติบโต พัฒนาการ การสุก และการแก่ชราของพืชทุกชนิด
2) แก๊สไม่เป็นอันตรายและไม่เป็นพิษต่อมนุษย์ในระดับความเข้มข้นหนึ่ง (100-150 มก.)
3) เป็นยาบรรเทาปวด
4) เอทิลีนชะลอตัวที่อุณหภูมิต่ำ
5) คุณสมบัติเฉพาะเจาะจงได้ดีผ่านสารส่วนใหญ่ เช่น กล่องบรรจุภัณฑ์กระดาษแข็ง ไม้ และแม้แต่ผนังคอนกรีต
6) แม้ว่าความสามารถในการเริ่มต้นกระบวนการสุกจะประเมินค่าไม่ได้ แต่ก็อาจเป็นอันตรายต่อผลไม้ ผัก ดอกไม้ และพืชหลายชนิด เร่งกระบวนการชรา และลดคุณภาพผลิตภัณฑ์และอายุการเก็บรักษา ระดับของความเสียหายขึ้นอยู่กับความเข้มข้น ระยะเวลาในการสัมผัส และอุณหภูมิ
7) เอทิลีนระเบิดที่ความเข้มข้นสูง
8) ใช้เอทิลีนในการผลิตกระจกพิเศษสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์
9) การผลิตเหล็กโครงสร้าง: ก๊าซนี้ใช้เป็นก๊าซเชื้อเพลิงออกซีสำหรับการตัดโลหะ การเชื่อม และการพ่นด้วยความร้อนด้วยความเร็วสูง
10) การกลั่น: ใช้เอทิลีนเป็นสารทำความเย็นโดยเฉพาะในโรงงาน LNG
11) ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เอทิลีนเป็นสารที่ไวต่อปฏิกิริยามาก นอกจากนี้ยังไวไฟมากอีกด้วย เพื่อความปลอดภัย โดยปกติแล้วจะขนส่งผ่านท่อส่งก๊าซพิเศษแยกต่างหาก
12) หนึ่งในผลิตภัณฑ์ทั่วไปที่ทำขึ้นจากเอทิลีนโดยตรงคือพลาสติก