Ethylenoxid
Strukturní vzorec | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Klíny pro vyjasnění geometrie | ||||||||||||||||
Všeobecné | ||||||||||||||||
Příjmení | Ethylenoxid | |||||||||||||||
ostatní jména |
|
|||||||||||||||
Molekulární vzorec | C 2 H 4 O | |||||||||||||||
Stručný popis |
bezbarvý plyn se sladkou, éterickou vůní |
|||||||||||||||
Externí identifikátory / databáze | ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||
vlastnosti | ||||||||||||||||
Molární hmotnost | 44,05 g mol −1 | |||||||||||||||
Fyzický stav |
plynný |
|||||||||||||||
hustota |
1,965 kg m −3 (0 ° C, 1013 hPa) |
|||||||||||||||
Bod tání |
−112,55 ° C |
|||||||||||||||
bod varu |
10,5 ° C |
|||||||||||||||
Tlak páry |
|
|||||||||||||||
rozpustnost |
snadno rozpustný ve vodě |
|||||||||||||||
Index lomu |
1,3597 (7 ° C) |
|||||||||||||||
bezpečnostní instrukce | ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||
MAK |
|
|||||||||||||||
Toxikologická data | ||||||||||||||||
Termodynamické vlastnosti | ||||||||||||||||
ΔH f 0 |
−78,0 kJ / mol (l) |
|||||||||||||||
Pokud je to možné a obvyklé, používají se jednotky SI . Pokud není uvedeno jinak, uvedené údaje platí pro standardní podmínky . Index lomu: Na-D čára , 20 ° C |
Ethylenoxid (zkráceně EO ) je bezbarvý, extrémně hořlavý plyn se sladkou vůní a nejjednodušším epoxidem . Je to důležitý meziprodukt při výrobě ethylenglykolu a dalších chemikálií. Etylenoxid se používá jako dezinfekční prostředek pro potraviny, organické izolační materiály (vlna, rostlinná vlákna), textilní vlákna a zdravotnické prostředky.
Jako mutagenní klastogen je ethylenoxid toxický , což mohou způsobit chromozomální aberace . Je mu přiděleno UN číslo 1040.
Podle nomenklatury IUPAC je ethylenoxid označován jako oxirane , jehož název je odvozen ze systému Hantzsch-Widman .
příběh
Ethylenoxid byl nejprve produkován v roce 1859 Charles Adolphe Wurtz , za kterou ošetřené 2chlorethanol s bází .
Během první světové války získal etylenoxid průmyslový význam jako výchozí produkt pro chladicí kapalinu ethylenglykol. Vzhledem k tomu, že chemickou zbraň hořčičný plyn ( hořčici ) lze vyrábět s ethylenoxidem , spadá pod zákon o zahraničním obchodu .
V roce 1931 objevil francouzský chemik Theodore Lefort výrobu ethylenoxidu přímo z etenu a kyslíku se stříbrem jako katalyzátorem .
Extrakce a prezentace
Historický postup
Ethylenoxid byl poprvé vyroben v roce 1925 společností Union Carbide Chemicals pomocí chlorohydrinového procesu. Za tímto účelem nejprve ethylen reagoval s chlorem v alkalickém vodném roztoku za vzniku ethylenchlorhydrinu , který poté reagoval s hydroxidem vápenatým za vzniku ethylenoxidu. Nevýhodou postupu bylo značné znečištění odpadních vod chloridy a tvorba halogenovaných uhlovodíků (např. 1,2-dichlorethan ) jako vedlejších produktů. První katalytická přímá oxidace ethylenu na ethylenoxid byla také technicky zavedena společností Union Carbide ve třicátých letech minulého století.
Průmyslová syntéza
Výroba ve velkém měřítku z ethylenoxidu se uskutečňuje výlučně prostřednictvím katalytické oxidace z ethylenu s kyslíkem při teplotě v rozmezí 230-270 ° C a tlaku 10-20 MPa. Jemně rozmělněný prášek stříbra , který je aplikován na minerální , s obsahem oxidu nosiče (výhodně oxidu hlinitého ), se používá jako katalyzátor .
Kompletní reakce se provádí v trubkového reaktoru , ve kterém je značné teplo reakce (AH R = -119,7 kJ mol -1 hlavní reakce a AH R = -1324 kJ mol -1 z boční reakce) je rozptýleno pomocí roztavených solí a ke generování přehřáté vysokotlaké páry se používá. V tomto procesu je katalyzátor uspořádán jako pevné lože . Výtěžek čistého ethylenoxidu je 85%. Úplná oxidace ethenu na oxid uhličitý a vodu probíhá jako vedlejší reakce .
V roce 2010 bylo na celém světě spotřebováno přibližně 21 milionů tun ethylenoxidu.
vlastnosti
Ethylenoxid je extrémně hořlavý plyn. Bod vzplanutí je -57 ° C a teplota vznícení je 435 ° C, Se vzduchem tvoří výbušné směsi, spodní mez výbušnosti (LEL) je 2,6%, horní (UEL) 100%.
použití
Jako surovina
Většina vyrobeného ethylenoxidu se používá jako meziprodukt při výrobě jiných chemikálií. Velká část ethylenoxidu se používá při výrobě ethylenglykolu , nyní procesem OMEGA . Je také nezbytný pro výrobu polyesterů (např. PET ) nebo hydroxyethylcelulózy (HEC). Ethylenoxid může polymerovat za vzniku polyethylenglykolu (také známého jako polyethylenoxid) , který je netoxický a snadno rozpustný ve vodě . Je také důležitý pro výrobu povrchově aktivních látek (viz neiontové povrchově aktivní látky ), např. B. polyalkylenglykolethery . Jednou kategorií derivátů ethylenoxidu, které se dostalo velké vědecké pozornosti, jsou korunní ethery , na které lze pohlížet jako na cyklické oligomery ethylenoxidu. Tyto sloučeniny mají schopnost vytvářet iontové látky rozpustné v nepolárních rozpouštědlech, ve kterých jsou jinak nerozpustné. Vzhledem k vysokým nákladům zůstává použití těchto látek omezeno na laboratorní aplikace.
sterilizace
Sterilizace ethylenoxidem je nyní rozšířeným procesem v průmyslové výrobě zdravotnických produktů, zejména jednorázových produktů, jako jsou obvazy, stehy nebo stříkačky a katétry, ale také chirurgických nástrojů a citlivých lékařských produktů (např. Kochleárních implantátů ). Tento proces je vysoce standardizovaný (včetně ISO 11135, ISO 10993-7 , EN 1422). Ošetření vatových tamponů plynným ethylenoxidem může degradovat stopy DNA, takže je již nelze detekovat pomocí forenzních metod . Pouze asi 2% světové produkce se používá ke sterilizaci plynným EO.
Jako palivo
Ve vojenském sektoru se ethylenoxid používá jako palivo v malých aerosolových bombách, např. B. v kazetových bombách typu CBU-55 se používají.
Jako pesticid, biocid a ochrana při skladování
Ethylenoxidový plyn zabíjí bakterie, viry a houby, takže jej lze použít k fumigaci látek citlivých na teplo. Sterilizace koření s EO byla patentována v roce 1938 americkým chemikem Lloydem Hallem a v některých zemích se praktikuje dodnes. V Německu je použití ethylenoxidu jako zařízení na ochranu činidla bylo zakázáno podle ochraně rostlin aplikací vyhlášky od roku 1981, protože to může produkovat toxické 2-chlorethanolu . Také v EU není používání ethylenoxidu jako pesticidu povoleno od roku 1991. Ethylenoxid byl použit spolu s vyšším podílem oxidu uhličitého (za účelem snížení hořlavosti) pod obchodními názvy Cartox a T-Gas jako fumigant od z. Používají se B. sila, skladovací prostory a kontejnery. V EU byl ethylenoxid v roce 2011 zakázán jako biocid pro použití při ochraně potravin a krmiv.
Maximální hodnota pro zbytky ethylenoxidu v potravinách je mezi 0,02 a 0,1 mg / kg, v závislosti na produktu. V letech 2020 a 2021 došlo v EU a ve Švýcarsku k mnoha svolávacím akcím na různé produkty, jako jsou dovezená sezamová semínka a výrobky, zahušťovadlo guarová guma , doplňky stravy nebo zázvorový prášek, u nichž byla maximální povolená hodnota mnohonásobně překročena.
Používání ethylenoxidu v kosmetice je v EU regulováno od roku 1976.
bezpečnostní instrukce
Etylenoxid je při vdechnutí toxický a karcinogenní . Příznaky otravy zahrnují bolest hlavy, závratě a nevolnost / zvracení. Se zvyšující se dávkou dochází ke škubání, křečím a nakonec ke kómatu. Dráždí kůži a dýchací cesty. Plíce se mohou naplnit tekutinou hodiny po vdechnutí ( plicní edém ).
Ethylenoxid se normálně skladuje pod tlakem v kombinaci s 10% oxidem uhličitým . Za normálního tlaku a pokojové teploty se velmi rychle odpařuje a na kůži způsobuje omrzliny.
U zvířat to způsobilo mnoho reprodukčních vad, jako jsou mutace a potraty. Dopad na lidskou reprodukci zatím nebyl podrobně zkoumán, ale je pravděpodobné, že dojde ke stejným účinkům jako při pokusech na zvířatech.
V roce 2012 byl ethylenoxid zařazen do probíhajícího akčního plánu EU ( CoRAP ) v souladu s nařízením (ES) č. 1907/2006 (REACH) jako součást hodnocení látek . Účinky látky na lidské zdraví a životní prostředí jsou přehodnoceny a v případě potřeby jsou zahájena následná opatření. Důvodem absorpce ethylenoxidu byly obavy z jeho klasifikace jako látky CMR s vysokou (agregovanou) tonáží. Přehodnocení proběhlo od roku 2012 a provedlo jej Rakousko . Poté byla zveřejněna závěrečná zpráva.
Viz také
- Ethylenimin (aziridin), analog obsahující dusík
- Thiirane (ethylen sulfid), analog obsahující síru
literatura
- Wolfgang Swodenk, Helmut Waldmann: Moderní procesy ve velkém měřítku chemie: ethylenoxid a propylenoxid. In: Chemie v naší době . Vol.12, č. 3, 1978, s. 65-70. doi : 10,1002 / ciuz.19780120302 .
anotace
- ↑ Dne 18. února 2020 byla tato harmonizovaná klasifikace a označování zveřejněna v Úředním věstníku EU s nařízením (EU) 2020/217 (14. ATP). Harmonizovaná klasifikace je právně závazná podle nařízení (ES) č. 1272/2008 (CLP) a musí být plně implementována výrobci a distributory v EHP a ve Švýcarsku nejpozději do 1. října 2021.
Individuální důkazy
- ↑ b c d e f g h i j k l m n o p q vstup na ethylenoxid v databázi GESTIS látkové v IFA , přístupné 8. ledna 2021. (Vyžadován JavaScript)
- ↑ David R. Lide (Ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. vydání. (Internetová verze: 2010), CRC Press / Taylor a Francis, Boca Raton, FL, Physical Constants of Organic Compounds, s. 3-408.
- ↑ Zápis oxidu ethylenu v seznamu klasifikací a označení všech v Evropské agentury pro chemické látky (ECHA), k dispozici na 7. ledna 2021. Výrobci a distributoři mohou rozšířit do harmonizované klasifikace a označování .
- ↑ Švýcarský fond úrazového pojištění (Suva): Mezní hodnoty-aktuální hodnoty MAK a BAT (hledání 75-21-8 nebo ethylenoxid ), přístup 13. září 2019.
- ↑ Příručka CRC, 90. vydání (2009–2010), s. 5–22 ( Memento ze dne 26. dubna 2015 v internetovém archivu ). - viz také záznam o ethylenoxidu . In: P. J. Linstrom, W. G. Mallard (Eds.): NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69 . National Institute of Standards and Technology , Gaithersburg MD, přístup dne 22. března 2010 .
- ↑ Zákon o zahraničním obchodu ( Memento ze 6. června 2014 v internetovém archivu ) (PDF; 1,3 MB) ve verzi oznámení z 27. května 2009 ( Federal Law Gazette I s. 1150 ), který je pozměněn článkem 1 vyhláška z 12. prosince 2012 (BAnz. 2012) byla změněna. S. 200.
- ↑ a b c Manfred Baerns, Arno Behr, Axel Brehm, Jürgen Gmehling, Kai-Olaf Hinrichsen, Hanns Hofmann, Regina Palkovits, Ulfert Onken, Albert Renken: Technische Chemie . 2. vydání. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Německo 2013, ISBN 978-3-527-33072-0 , s. 16 f., 592 .
- ↑ Jens Lubbadeh: Forenzní analýza DNA - vatový tampon slabiny , zpráva z 26. března 2009 ve Spiegel Online Wissenschaft.
- ↑ BAK to BSU / BSG - Equipment Listing Designation-Systems.net, přístup 30. května 2013.
- ↑ Nařízení o zákazech a omezeních používání přípravků na ošetření rostlin (Nařízení o ochraně rostlin) v BGBl. 1980 I s. 2335
- ↑ a b Připomíná: Sezam a ethylenoxid. Poradenské centrum pro spotřebitele Severní Porýní-Vestfálsko , 10. května 2021, přístup 1. června 2021 .
- ↑ Databáze pesticidů EU (v.2.1) Účinná látka - ethylenoxid. In: ec.europa.eu. 1. července 2013, přístup 16. prosince 2020 .
- ↑ Nařízení (EU) 2015/868 ze dne 26. května 2015, kterým se mění přílohy II, III a V nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005, pokud jde o maximální limity reziduí 2,4, 5- T, Barban, Binapacryl, Bromophos-ethyl, Camphechlor (Toxaphen), Chlorbufam, Chloroxuron, Chlozolinat, DNOC, Diallat, Dinoseb, Dinoterb, Dioxathion, Ethylenoxid, Fentinacetát, Fentinhydroxid, Flucycloxuron, Flucycloxuron, Flucy Propham, Pyrazophos, Quinalphos, Resmethrin, Tecnazen a Vinclozolin v určitých produktech nebo na nich
- ↑ Ethylenoxid v sezamových semínkách z Indie: Výběry a stahování produktů. In: swissdocu.ch. 6. prosince 2020, přístup 1. června 2021 .
- ^ Jedovatý import sezamu: Problémy ve švýcarském řídicím systému. Kassensturz (televizní pořad) , 1. června 2021, přístup 1. června 2021 .
- ↑ Oznámení 2021.2013 Etylenoxid v guarové gumě z Indie /// Ethylenoxid v guarové mouce z Indie. In: RASFF WINDOW. Získaný 21. srpna 2021 .
- ↑ Oznámení 2021.4399 Ethylenoxid (součet ethylenoxidu a 2-chlorethanolu, vyjádřeno jako ethylenoxid) v doplňcích stravy ze Spojených států. In: RASFF WINDOW. Získaný 21. srpna 2021 .
- ↑ Oznámení 2021.4293 Etylenoxid v organickém zázvorovém prášku. In: RASFF WINDOW. Získaný 21. srpna 2021 .
- ↑ Směrnice Rady 76/768/EHS ze dne 27. července 1976 o sbližování právních předpisů členských států týkajících se kosmetických přípravků , nahrazená nařízením Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1223/2009 ze dne 30. listopadu 2009 o kosmetických výrobcích
- ^ Evropská agentura pro chemické látky (ECHA): Zpráva o hodnocení látky a dokument o závěrech .
- ↑ Průběžný akční plán Společenství ( CoRAP ) Evropské agentury pro chemické látky (ECHA): Ethylenoxid , přístup 26. března 2019.