جلايكول الإيثيلين (C2H6O2) هو سائل شفاف عديم الرائحة حلو المذاق يستخدم عادة في مضادات التجمد والتطبيقات الصناعية الأخرى. وهو سام بمجرد تناوله ويمكن أن يسبب مشاكل صحية خطيرة.
| اسم الأيوباك | الإيثان -1،2 ديول |
| الصيغة الجزيئية | C2H6O2 |
| CAS رقم | 107-21-1 |
| المرادفات | 1,2-إيثانيديول، جلايكول، مونو إيثيلين جلايكول، MEG، كحول الإيثيلين، حمض هيبوديكربونات، ثنائي هيدرات الإيثيلين |
| إنتشي | إنتشي = 1S/C2H6O2/c3-1-2-4/h3-4H،1-2H2 |
خصائص جلايكول الإيثيلين
كتلة الإيثيلين جلايكول المولية
يحتوي مونو إيثيلين جلايكول (MEG) على كتلة مولية قدرها 62.07 جم / مول. الكتلة المولية هي كتلة مول واحد من المادة، معبرًا عنها بالجرام. يمكن استخدام الكتلة المولية لمونو إيثيلين جلايكول لتحديد كمية مونو إيثيلين جلايكول اللازمة في تطبيق معين، مثل مضاد التجمد للمركبة.
صيغة جلايكول الإيثيلين
الصيغة الكيميائية للإيثيلين جلايكول هي C2H6O2. تمثل الصيغة عدد ذرات كل عنصر في جزيء جلايكول الإيثيلين. وصيغة جلايكول الإيثيلين مهمة في تحديد خصائصه، مثل درجة غليانه، ونقطة الانصهار، والكثافة. يمكن أيضًا استخدام الصيغة لحساب كمية جلايكول الإيثيلين اللازمة لتطبيق معين.
نقطة غليان جلايكول الإيثيلين
تبلغ درجة غليان مونو إيثيلين جلايكول 197.3 درجة مئوية (387.1 درجة فهرنهايت) عند الضغط الجوي. نقطة الغليان هي درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من سائل إلى غاز. نقطة الغليان العالية لمونو إيثيلين جلايكول تجعله مبردًا ومضادًا للتجمد فعالًا للاستخدام في السيارات والتطبيقات الأخرى.
نقطة انصهار جلايكول الإيثيلين
يحتوي مونو إيثيلين جلايكول على نقطة انصهار تبلغ -12.9 درجة مئوية (8.8 درجة فهرنهايت). نقطة الانصهار هي درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. تسمح نقطة الانصهار المنخفضة لمونو إيثيلين جلايكول بالبقاء سائلاً عند درجات حرارة منخفضة، مما يجعله مبردًا فعالاً للاستخدام في المناخات الباردة.
كثافة جلايكول الإثيلين جم/مل
تبلغ كثافة أحادي إيثيلين جلايكول 1.11 جم / مل عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت). الكثافة هي قياس كمية الكتلة الموجودة في حجم معين. الكثافة العالية لمونو إيثيلين جلايكول تجعله مبردًا ومضادًا للتجمد فعالًا للاستخدام في السيارات والتطبيقات الأخرى حيث تكون المساحة محدودة.
الوزن الجزيئي للإيثيلين جلايكول
الوزن الجزيئي لمونو إيثيلين جلايكول هو 62.07 جم / مول. الوزن الجزيئي هو مجموع الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في الجزيء. يعد الوزن الجزيئي لمونو إيثيلين جلايكول مهمًا في تحديد كمية مونو إيثيلين جلايكول اللازمة لتطبيق معين، مثل مضاد التجمد للمركبة.
هيكل جلايكول الإيثيلين
يحتوي مونو إيثيلين جلايكول على بنية كيميائية بسيطة تتكون من مجموعتين من الهيدروكسيل مرتبطة بسلسلة ثنائية الكربون. الصيغة الجزيئية لمونو إيثيلين جلايكول هي C2H6O2 واسمه IUPAC هو إيثان -1،2-ديول. إن التركيب البسيط لمونو إيثيلين جلايكول يجعله مذيبًا فعالًا ومضادًا للتجمد للاستخدام في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
| مظهر | سائل شفاف عديم الرائحة |
| جاذبية معينة | 1.113 عند 20 درجة مئوية |
| لون | عديم اللون |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 62.07 جرام/مول |
| كثافة | 1.11 جم/سم3 |
| نقطة الانصهار | -12.9 درجة مئوية (8.8 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 197.3 درجة مئوية (387.1 درجة فهرنهايت) |
| نقطة فلاش | 111 درجة مئوية (232 درجة فهرنهايت) |
| الذوبان في الماء | قابلة للامتزاج |
| الذوبان | قابل للذوبان في الأسيتون والكحول والبنزين والأثير |
| ضغط البخار | 0.08 ملم زئبق عند 25 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 2.14 (الهواء = 1) |
| pKa | 14.0 (الأول)، 13.2 (الثاني) |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
سلامة ومخاطر جلايكول الإيثيلين
على الرغم من أن أحادي إيثيلين جلايكول له العديد من التطبيقات العملية، إلا أنه يشكل أيضًا العديد من المخاطر على صحة الإنسان والبيئة. يعد مونوإيثيلين جلايكول شديد السمية إذا تم تناوله ويمكن أن يسبب مشاكل صحية خطيرة، بما في ذلك الفشل الكلوي وحتى الموت. قد يؤدي استنشاق أبخرة أحادي إيثيلين جلايكول إلى تهيج الجهاز التنفسي والجهاز العصبي المركزي. كما أن مونوإيثيلين جلايكول قابل للاشتعال ويمكن أن يتفاعل بعنف مع بعض المواد الكيميائية. ولذلك يجب التعامل معها بعناية وتخزينها بشكل صحيح. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر أحادي إيثيلين جلايكول ضارًا بالحياة المائية ويجب عدم إطلاقه في المجاري المائية أو البيئة. يجب اتخاذ تدابير السلامة المناسبة عند التعامل مع أحادي إيثيلين جلايكول لتجنب الحوادث وحماية صحة الإنسان والبيئة.
| رموز الخطر | الجمجمة والعظمتين المتقاطعتين، قابلة للتآكل |
| وصف الأمان | لا يبتلع. تجنب ملامسة الجلد والعينين. استخدم مع التهوية الكافية. ارتداء القفازات الواقية والنظارات الواقية. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | الأمم المتحدة 3082 |
| رمز النظام المنسق | 2905.32.00 |
| فئة الخطر | 6.1 (سام) |
| مجموعة التعبئة | ثانيا |
| تسمم | سامة جداً إذا ابتلعتها. قد يسبب الفشل الكلوي ومشاكل صحية خطيرة أخرى. استنشاق الأبخرة قد يسبب تهيج الجهاز التنفسي وتأثيرات على الجهاز العصبي المركزي. |
طرق تصنيع جلايكول الإيثيلين
هناك عدة طرق لتصنيع أحادي إيثيلين جلايكول، وهو عنصر أساسي في العديد من العمليات الصناعية.
إحدى الطرق الشائعة هي الترطيب التحفيزي لأكسيد الإيثيلين ، والذي يتضمن تفاعل أكسيد الإيثيلين مع الماء في وجود محفز، مثل حمض قوي أو أكسيد فلز.
هناك طريقة أخرى وهي تحلل كربونات الإيثيلين، والتي تتشكل عن طريق تفاعل أكسيد الإيثيلين مع ثاني أكسيد الكربون.
هناك طريقة أخرى لتصنيع أحادي إيثيلين جلايكول وهي أكسدة الإيثيلين. تستخدم العملية محفز أكسيد الفضة لأكسدة الإيثيلين، وإنتاج أكسيد الإيثيلين ، والذي يخضع بعد ذلك للتحلل المائي لإنتاج أحادي إيثيلين جلايكول.
لتصنيع أحادي إيثيلين جلايكول، يمكن اختزال حمض الأكساليك بالهيدروجين، مما يؤدي إلى إنتاج حمض الجليكوليك. بعد ذلك، يؤدي تجفيف حمض الجليكوليك إلى تكوين أحادي إيثيلين جلايكول.
استخدامات الإيثيلين جلايكول
يمتلك مونو إيثيلين جلايكول العديد من التطبيقات الصناعية والتجارية، وذلك بفضل خصائصه الفريدة وتعدد استخداماته. بعض استخداماته الرئيسية تشمل:
- مضاد التجمد: يستخدم كمبرد ومضاد للتجمد في تطبيقات السيارات والتطبيقات الصناعية. نقطة التجمد المنخفضة ونقطة الغليان العالية تجعله خيارًا مثاليًا لمنع تلف المحرك بسبب التجمد أو الحرارة الزائدة.
- عامل إذابة الجليد: يستخدم كمادة إذابة الجليد للطائرات والطرق والأرصفة، وذلك بفضل قدرته على خفض درجة تجمد الماء.
- المذيب: مذيب فعال للغاية لمجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك الراتنجات والزيوت والأصباغ. يستخدمه المصنعون عادة في إنتاج الدهانات والطلاءات والمواد اللاصقة.
- مرطب: يستخدم كمرطب في صناعات مستحضرات التجميل والعناية الشخصية للمساعدة في منع فقدان الرطوبة في منتجات مثل المستحضرات والشامبو.
- الوسيط الكيميائي: يستخدم كوسيط رئيسي في إنتاج مجموعة واسعة من المواد الكيميائية، بما في ذلك ألياف وأغشية البوليستر، والبولي يوريثان، والمواد البلاستيكية.
- سائل نقل الحرارة: يستخدم كسائل نقل الحرارة في التطبيقات الصناعية المختلفة، بما في ذلك أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، ومجمعات الطاقة الشمسية، وأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية.
أسئلة:
س: ما هو جلايكول الإيثيلين؟
ج: إن مونو إيثيلين جلايكول هو سائل شفاف عديم اللون والرائحة وحلو المذاق يستخدم عادة كمبرد ومضاد للتجمد في تطبيقات السيارات والتطبيقات الصناعية. كما أنها تستخدم كمذيب ومرطب ووسيط كيميائي في مختلف الصناعات.
س: ما هو ضغط بخار جلايكول الإثيلين عند نقطة الغليان الطبيعية؟
ج: إن ضغط بخار أحادي إيثيلين جلايكول عند نقطة الغليان الطبيعية البالغة 197.3 درجة مئوية (387.1 درجة فهرنهايت) هو 0.00131 ضغط جوي.
س: هل الإيثيلين جلايكول قطبي؟
ج: نعم، أحادي إيثيلين جلايكول هو جزيء قطبي بسبب وجود مجموعتين وظيفيتين -OH، والتي تخلق عزم ثنائي القطب وتسمح له بالذوبان في المذيبات القطبية.
س: كيفية قياس الرقم الهيدروجيني للإيثيلين جلايكول؟
ج: يمكن قياس الرقم الهيدروجيني لمونو إيثيلين جلايكول باستخدام مقياس الرقم الهيدروجيني أو شرائط مؤشر الرقم الهيدروجيني المصممة خصيصًا للاستخدام مع المذيبات غير المائية. من المهم أن نلاحظ أن مونو إيثيلين جلايكول ليس مادة محايدة، بل هو حمض ضعيف مع درجة حموضة تبلغ حوالي 6.5.
س: كيف يؤثر جلايكول الإيثيلين على الجسم؟
ج: يمكن أن يكون مونو إيثيلين جلايكول سامًا إذا تم تناوله أو امتصاصه عن طريق الجلد لأنه يتم استقلابه عن طريق الكبد إلى منتجات ثانوية سامة يمكن أن تسبب الفشل الكلوي والنوبات المرضية وحتى الموت. تشمل أعراض التسمم بمونو إيثيلين جلايكول الصداع، والدوخة، والغثيان، والقيء، والارتباك.
س: ما هي الصيغة التي يمثلها 1،2-إيثانيديول؟
ج: صيغة 1,2-إيثانيديول، المعروف أيضًا باسم مونو إيثيلين جلايكول، هي C2H6O2.
س: ما هي توقعات نيومان بالنسبة لـ 1,2-إيثانيديول؟
ج: تُظهِر توقعات نيومان لـ 1,2-إيثانيديول مطابقتين مُتحولتين، مع توجيه مجموعات -OH في موضع مُكسوف أو مُزاح بالنسبة لبعضها البعض.