اتیلن ساده ترین ترکیب آلی است که به نام آلکن ها شناخته می شود. این یک گاز قابل اشتعال بی رنگ با طعم و بوی شیرین است. منابع طبیعی شامل گاز طبیعی و روغن است، همچنین یک هورمون طبیعی در گیاهان است که مانع از رشد و رسیدن میوه می شود. استفاده از اتیلن در شیمی آلی صنعتی رایج است. با حرارت دادن گاز طبیعی تولید می شود، نقطه ذوب 169.4 درجه سانتی گراد، نقطه جوش 103.9 درجه سانتی گراد است.
اتیلن: ویژگی ها و خواص ساختاری
هیدروکربن ها مولکول های حاوی هیدروژن و کربن هستند. آنها از نظر تعداد پیوندهای منفرد و دوگانه و جهت ساختاری هر جزء بسیار متفاوت هستند. یکی از ساده ترین هیدروکربن ها، اما از نظر بیولوژیکی و اقتصادی مفید، اتیلن است. به صورت گازی عرضه می شود، بی رنگ و قابل اشتعال است. از دو اتم کربن با پیوند دوگانه با اتم های هیدروژن تشکیل شده است. فرمول شیمیایی C2H4 است. شکل ساختاری مولکول به دلیل وجود پیوند دوگانه در مرکز، خطی است.شناسایی ماده موجود در هوا این در مورد گاز به شکل خالص آن صدق می کند: بوی آن ممکن است در صورت مخلوط شدن با سایر مواد شیمیایی ناپدید شود.
طرح کاربرد اتیلن
اتیلن در دو دسته اصلی استفاده می شود: به عنوان یک مونومر که از آن زنجیره های کربنی بزرگ ساخته می شود و به عنوان ماده اولیه برای سایر ترکیبات دو کربنه. پلیمریزاسیون ترکیبات مکرر بسیاری از مولکول های کوچک اتیلن به مولکول های بزرگتر است. این فرآیند در فشارها و دماهای بالا انجام می شود. کاربردهای اتیلن بسیار زیاد است. پلی اتیلن پلیمری است که به ویژه در مقادیر زیادی در تولید فیلم های بسته بندی، پوشش های سیمی و بطری های پلاستیکی استفاده می شود. یکی دیگر از کاربردهای اتیلن به عنوان مونومر مربوط به تشکیل الفین های خطی است. اتیلن ماده اولیه برای تهیه تعدادی ترکیبات دو کربنه مانند اتانول (الکل فنی)، اکسید اتیلن (ضد یخ، الیاف پلی استر و فیلم)، استالدهید و وینیل کلرید است. علاوه بر این ترکیبات، اتیلن با بنزن، اتیل بنزن را تشکیل می دهد که در تولید پلاستیک و لاستیک مصنوعی استفاده می شود. ماده مورد بحث یکی از ساده ترین هیدروکربن ها است. با این حال، خواص اتیلن آن را از نظر بیولوژیکی و اقتصادی مهم می کند.
استفاده تجاری
خواص اتیلن پایه تجاری خوبی برای تعداد زیادی از مواد آلی (حاوی کربن و هیدروژن) فراهم می کند. تک مولکول های اتیلن می تواند باشدبرای ساختن پلی اتیلن (که به معنی تعداد زیادی مولکول اتیلن است) به یکدیگر متصل شده اند. از پلی اتیلن برای تولید پلاستیک استفاده می شود. علاوه بر این، می توان از آن برای ساخت مواد شوینده و روان کننده های مصنوعی استفاده کرد که مواد شیمیایی هستند که برای کاهش اصطکاک استفاده می شوند. استفاده از اتیلن برای به دست آوردن استایرن در فرآیند ایجاد لاستیک و بسته بندی محافظ مرتبط است. علاوه بر این در صنعت کفش به خصوص کفش های اسپرت و همچنین در تولید لاستیک خودرو کاربرد دارد. استفاده از اتیلن از نظر تجاری مهم است و خود گاز یکی از متداول ترین هیدروکربن های تولید شده در مقیاس جهانی است.
خطر سلامت
اتیلن یک خطر برای سلامتی در درجه اول به دلیل قابل اشتعال و انفجار است. همچنین می تواند مانند یک دارو در غلظت های پایین عمل کند و باعث تهوع، سرگیجه، سردرد و عدم هماهنگی شود. در غلظت های بالاتر، به عنوان یک بی حس کننده عمل می کند و باعث بی هوشی، عدم حساسیت به درد و سایر محرک ها می شود. تمام این جنبه های منفی می تواند در وهله اول برای افرادی که مستقیماً با گاز کار می کنند باعث نگرانی شود. مقدار اتیلنی که بیشتر مردم در زندگی روزمره خود با آن مواجه می‌شوند معمولاً نسبتاً کم است.
واکنش های اتیلن
1) اکسیداسیون. این افزودن اکسیژن است، به عنوان مثال، در اکسیداسیون اتیلن به اکسید اتیلن. در استفاده می شوددر تولید اتیلن گلیکول (1، 2-اتاندیول) که به عنوان مایع ضد یخ و در تولید پلی استرها با پلیمریزاسیون متراکم استفاده می شود.
2) هالوژناسیون - واکنش با اتیلن فلوئور، کلر، برم، ید.
3) کلرزنی اتیلن به عنوان 1،2-دی کلرواتان و تبدیل بعدی 1،2-دی کلرواتان به مونومر وینیل کلرید. 1،2-دی کلرواتان یک حلال آلی مفید است و همچنین یک پیش ماده ارزشمند در سنتز وینیل کلرید است.
4) آلکیلاسیون - افزودن هیدروکربن ها به پیوند دوگانه، به عنوان مثال، سنتز اتیل بنزن از اتیلن و بنزن، و به دنبال آن تبدیل به استایرن. اتیل بنزن یک واسطه برای تولید استایرن، یکی از پرکاربردترین مونومرهای وینیل است. استایرن یک مونومر است که برای تولید پلی استایرن استفاده می شود.
5) احتراق اتیلن. گاز از حرارت دادن اتیل الکل و اسید سولفوریک غلیظ به دست می آید.
6) هیدراتاسیون واکنشی است با افزودن آب به یک پیوند دوگانه. مهمترین کاربرد صنعتی این واکنش تبدیل اتیلن به اتانول است.
اتیلن و احتراق
اتیلن گازی بی رنگ است که در آب کمی حل می شود. احتراق اتیلن در هوا با تشکیل دی اکسید کربن و آب همراه است. در شکل خالص خود، گاز با شعله انتشار نور می سوزد. مخلوط با مقدار کمی هوا، شعله ای متشکل از سه لایه جداگانه ایجاد می کند - یک هسته داخلی - گاز نسوخته، یک لایه سبز آبی و یک مخروط بیرونی که در آن محصول تا حدی اکسید شده است.از لایه از پیش مخلوط شده در شعله انتشار بسوزانید. شعله حاصل مجموعه پیچیده ای از واکنش ها را نشان می دهد و با اضافه شدن هوای بیشتری به مخلوط گاز، لایه انتشار به تدریج ناپدید می شود.
حقایق مفید
1) اتیلن یک هورمون گیاهی طبیعی است که بر رشد، نمو، بلوغ و پیری همه گیاهان تأثیر می گذارد.
2) گاز در غلظت معین (100-150 میلی گرم) برای انسان مضر و غیرسمی نیست.
3) در پزشکی به عنوان مسکن استفاده می شود.
4) اتیلن در دماهای پایین کند می شود.
5) ویژگی مشخصه نفوذ خوب از طریق اکثر مواد، مانند جعبه های بسته بندی مقوایی، دیوارهای چوبی و حتی بتنی است.
6) در حالی که به دلیل توانایی آن در شروع فرآیند رسیدن بسیار ارزشمند است، همچنین می تواند برای بسیاری از میوه ها، سبزیجات، گل ها و گیاهان بسیار مضر باشد، روند پیری را تسریع کند و کیفیت و ماندگاری محصول را کاهش دهد. درجه آسیب به غلظت، مدت قرار گرفتن در معرض و دما بستگی دارد.
7) اتیلن در غلظت های بالا قابل انفجار است.
8) اتیلن در تولید شیشه های مخصوص صنعت خودرو استفاده می شود.
9) ساخت فولاد ساختاری: گاز به عنوان گاز اکسی-سوخت برای برش فلز، جوشکاری و پاشش حرارتی با سرعت بالا استفاده می شود.
10) تصفیه: از اتیلن استفاده می شودبه عنوان یک مبرد، به ویژه در کارخانه های LNG.
11) همانطور که قبلا ذکر شد، اتیلن یک ماده بسیار واکنش پذیر است، علاوه بر این، بسیار قابل اشتعال است. به دلایل ایمنی، معمولاً از طریق یک خط لوله گاز جداگانه منتقل می شود.
12) یکی از رایج ترین محصولاتی که مستقیماً از اتیلن ساخته می شود پلاستیک است.
