مقاله بررسی اتیلن اکساید و موارد استفاده آن در 10 صفحه ورد قابل ویرایش
تاریخچه:
اتیلن اکساید (Ethylen Oxide) برای اولین بار در سال 1859 توسط میثمی دان فرانسوی چارلز آدولف ورتز (Charles Adolphe Wurtz) بدست آمد. این دانشمند اتیلن اکساید را از ترکیب 2- کلرواتانول با یک پایه به دست آورد.
در طول جنگ جهانی اول این ماده از لحاظ صنعتی اهمیت پیدا کرد و از آن برای تولید دو محصول اتیلن گلایکول (خنک کننده رادیاتور) و همچنین ساخت بمب شیمیایی گاز خردل استفاده شد.
در سال 1931 دیگر شیمی دان فرانسوی روشی برای تهیه اتیلن اکساید به طور مستقیم از اتیلن و اکسیژن با استفاده از کاتالیزور نقره پیدا نمود. از سال 1949 تقریباً تمام تولید اتیلن اکساید صنعتی، به همین روش انجام میگیرد.
به طور خلاصه، اتیلن اکساید از واکنش اتیلن و اکسیژن روی کاتالیزور و نقره در دمای 200 تا 300 درجة سانتیگراد به دست میآید. فشار این فرایند در محدوده 1 تا 2 مگاپاسکال و معادله شیمیایی آن به صورت زیر است:
بازدة این واکنش معمولاً بین 70 تا 80% است. روشهای گوناگونی برای تولید اتیلن اکساید وجود دارد که از لحاظ صنعتی هیچ یک ارزش روش ذکر شده را ندارند.
موارد استفاده:
گاز اتیلن اکساید، توانایی از بین بردن باکتری ها، قارچ ها و کپک ها را داراست و بنابراین برای استریل کردن موادی که نمی توان آنها را با استفاده از حرارت استریلیزه نمود، کاربرد فراوانی دارد. (موادی که در اثر حرارت تخریف میشوند) استریلیزه کردن با اتیلن اکساید برای حفاظت ادویه جات در سال 1938 توسط شیمیدان آمریکایی به کار گرفته شد و هنوز هم استفاده میشود. علاوه بر این، اتیلن اکساید برای استریلیزه کردن تجهیزات پزشکی مانند باند و لوازم جراحی و بخیه استفاده میشود.
بیشترین مصرف اتیلن اکساید به عنوان مادة واسطه در تولید دیگر محصولات شیمیایی است. عمده مصرف آن در تولید اتیلن گلایکول است. اتیلن گلایکول برای تولید پلی استرها (مانند پلی اتیلن ترفتالات) برای ساخت فیبرها، بطری ها و فیلمهای مخصوص و همچنین تولید ضدیخ برای رادیاتور اتومبیل ها به کار می رود. اتیلن اکساید هم علاوه بر مصارف ذکر شده، به عنوان یک ماده واسطه در تولید گسترة وسیعی از مواد شیمیایی مانند اتانول آمین ها، گلایکول اترها برای پوشش سطوح و اتوکسی لات ها برای فرمولاسیون سورفکتانت ها.
اتانول آمین ها را میتوان از واکنش اتیلن اکساید با آمونیاک به دست آورد. از اتیلن اکساید در تولید شوینده ها نیز استفاده میشود.
نکات بهداشتی:
استنشاق اتیلن اکساید سمی است. نشانه های این مسمومیت سردرد و سرگیجه بوده و پیشرفت بیماری با تشدید نشانه های آن و همچنین تشنج همراه است. در ضمن شوک ناگهانی و حالت اغما (کما) نیز به دنبال دارد. تماس اتیلن اکساید با پوست، خارش ایجاد کرده و بخار آن تنفس را مشکل می‌کند. استنشاق بخار آن منجر به پر شدن ریه از این سیال می گردد که عواقب بدی را به دنبال دارد. حیوانات آزمایشگاهی که در معرض تماس با این ماده قرار گرفتند، دچار درجات بالایی از سرطان کبد شدند، در حالیکه نشانه ای از سرطان در انسانهایی که برای مدت طولانی با آن سروکار داشتند و یا مقدار ناچیزی (دوز پائین) از اتیلن اکساید به آنها تزریق شد، دیده نشد. تماس طولانی با اتیلن اکساید ممکن است احتمال بیماری آب مروارید را در انسان تقویت کند. اتیلن اکساید تاثیرات وراثتی بی شماری روی حیوانات دارد و با جهش ژنتیکی نرخ بالایی از سقط جنین را به همراه دارد. تاثیرات وراثتی اتیلن اکساید روی انسانها به خوبی مطالعه نشده است، اما به وضوح معلوم شده است که تاثیرات مشابهی روی انسانها دارد.
خواص فیزیکی اکسید اتیلن
اکسید اتیلن یک گاز بی رنگ است که در دمای پایین به گاز تبدیل میشود. اتیلن اکساید با هر نسبتی با آب، الکل، اتر و حلال های آلی دیگری به هر نستبی قابل امتزاج است. بخار اتیلن اکساید شعله ور و قابل انفجار میباشد. خواص فیزیکی اتیلن اکساید در جدول ضمیمه آمده است.
تولید اتیلن اکساید
فرایند تولید اتیلن اکساید هنگامی که به وسیله اکسید کردن مستقیم کلروهیدرین انجام شود بسیار اقتصادی میباشد. دانشمندان آلمانی این روش را در جنگ جهانی اول معرفی کردند. اتحادیه کاربیت در آمریکا اولین کمپانی میباشد که به طور عمده فرایند کلروهیدرین را مورد استفاده قرار داده است. اتحادیه کاربیت همچنین اولین اتحادیه میباشد که فرایند اکسیداسیون مستقیم را به صورت اقتصادی و تجاری درآورده است.