L'éthylène est le plus simple des composés organiques appelés alcènes. C'est un gaz inflammable incolore avec un goût et une odeur sucrés. Les sources naturelles comprennent le gaz naturel et le pétrole, c'est aussi une hormone naturelle chez les plantes où elle inhibe la croissance et favorise la maturation des fruits. L'utilisation de l'éthylène est courante en chimie organique industrielle. Il est produit en chauffant du gaz naturel, son point de fusion est de 169,4 °C et son point d'ébullition est de 103,9 °C.
Éthylène: caractéristiques structurelles et propriétés
Les hydrocarbures sont des molécules contenant de l'hydrogène et du carbone. Ils varient considérablement en termes de nombre de liaisons simples et doubles et d'orientation structurelle de chaque composant. L'éthylène est l'un des hydrocarbures les plus simples, mais biologiquement et économiquement avantageux. Il est fourni sous forme gazeuse, est incolore et inflammable. Il se compose de deux atomes de carbone à double liaison avec des atomes d'hydrogène. La formule chimique est C2H4. La forme structurelle de la molécule est linéaire en raison de la présence d'une double liaison au centre.
L'éthylène a une odeur douceâtre et musquée qui facilite laidentifier la substance dans l'air. Ceci s'applique au gaz sous sa forme pure: l'odeur peut disparaître lorsqu'elle est mélangée à d'autres produits chimiques.
Schéma d'application de l'éthylène
L'éthylène est utilisé dans deux catégories principales: en tant que monomère à partir duquel de grandes chaînes carbonées sont construites et en tant que matière première pour d'autres composés à deux carbones. Les polymérisations sont des combinaisons répétées de nombreuses petites molécules d'éthylène en plus grandes. Ce processus se déroule à des pressions et des températures élevées. Les applications de l'éthylène sont nombreuses. Le polyéthylène est un polymère utilisé notamment en grande quantité dans la production de films d'emballage, de revêtements de fils et de bouteilles en plastique. Une autre utilisation de l'éthylène en tant que monomère concerne la formation d'α-oléfines linéaires. L'éthylène est la matière première pour la préparation d'un certain nombre de composés à deux carbones, tels que l'éthanol (alcool technique), l'oxyde d'éthylène (antigel, fibres et films de polyester), l'acétaldéhyde et le chlorure de vinyle. En plus de ces composés, l'éthylène avec le benzène forme l'éthylbenzène, qui est utilisé dans la production de plastiques et de caoutchouc synthétique. La substance en question est l'un des hydrocarbures les plus simples. Cependant, les propriétés de l'éthylène le rendent biologiquement et économiquement significatif.
Utilisation commerciale
Les propriétés de l'éthylène fournissent une bonne base commerciale pour un grand nombre de matériaux organiques (contenant du carbone et de l'hydrogène). Les molécules d'éthylène simples peuvent êtreréunis pour former du polyéthylène (ce qui signifie de nombreuses molécules d'éthylène). Le polyéthylène est utilisé pour fabriquer des plastiques. De plus, il peut être utilisé pour fabriquer des détergents et des lubrifiants synthétiques, qui sont des produits chimiques utilisés pour réduire la friction. L'utilisation de l'éthylène pour obtenir des styrènes est pertinente dans le processus de création de caoutchouc et d'emballages de protection. De plus, il est utilisé dans l'industrie de la chaussure, en particulier les chaussures de sport, ainsi que dans la production de pneus de voiture. L'utilisation de l'éthylène est commercialement importante et le gaz lui-même est l'un des hydrocarbures les plus couramment produits à l'échelle mondiale.
Danger pour la santé
L'éthylène est un danger pour la santé principalement parce qu'il est inflammable et explosif. Il peut également agir comme un médicament à faible concentration, provoquant des nausées, des étourdissements, des maux de tête et une incoordination. À des concentrations plus élevées, il agit comme un anesthésique, provoquant une perte de conscience, une insensibilité à la douleur et à d'autres stimuli. Tous ces aspects négatifs peuvent être une source de préoccupation en premier lieu pour les personnes travaillant directement avec le gaz. La quantité d'éthylène que la plupart des gens rencontrent dans leur vie quotidienne est généralement relativement faible.
Réactions d'éthylène
1) Oxydation. Il s'agit de l'addition d'oxygène, par exemple, dans l'oxydation de l'éthylène en oxyde d'éthylène. Il est utilisé dansdans la production d'éthylène glycol (1, 2-éthanediol), qui est utilisé comme liquide antigel et dans la production de polyesters par polymérisation par condensation.
2) Halogénation - réactions avec l'éthylène de fluor, chlore, brome, iode.
3) Chloration de l'éthylène sous forme de 1,2-dichloroéthane et conversion ultérieure du 1,2-dichloroéthane en chlorure de vinyle monomère. Le 1,2-dichloroéthane est un solvant organique utile et est également un précurseur précieux dans la synthèse du chlorure de vinyle.
4) Alkylation - l'ajout d'hydrocarbures à la double liaison, par exemple, la synthèse d'éthylbenzène à partir d'éthylène et de benzène, suivie d'une conversion en styrène. L'éthylbenzène est un intermédiaire pour la production de styrène, l'un des monomères vinyliques les plus largement utilisés. Le styrène est un monomère utilisé pour fabriquer du polystyrène.
5) Combustion d'éthylène. Le gaz est obtenu en chauffant de l'alcool éthylique et de l'acide sulfurique concentré.
6) L'hydratation est une réaction avec l'ajout d'eau à une double liaison. L'application industrielle la plus importante de cette réaction est la conversion de l'éthylène en éthanol.
Éthylène et combustion
L'éthylène est un gaz incolore peu soluble dans l'eau. La combustion de l'éthylène dans l'air s'accompagne de la formation de dioxyde de carbone et d'eau. Dans sa forme pure, le gaz brûle avec une flamme de diffusion légère. Mélangé à une petite quantité d'air, il donne une flamme composée de trois couches distinctes - un noyau interne - gaz non brûlé, une couche bleu-vert et un cône externe où le produit partiellement oxydéà partir de la couche prémélangée brûler dans une flamme de diffusion. La flamme résultante montre une série complexe de réactions et, à mesure que de l'air est ajouté au mélange gazeux, la couche de diffusion disparaît progressivement.
Faits utiles
1) L'éthylène est une hormone végétale naturelle, elle affecte la croissance, le développement, la maturation et le vieillissement de toutes les plantes.
2) Le gaz n'est pas nocif et non toxique pour l'homme à une certaine concentration (100-150 mg).
3) Il est utilisé en médecine comme analgésique.
4) L'éthylène ralentit à basse température.
5) La propriété caractéristique est une bonne pénétration à travers la plupart des substances, telles que les boîtes d'emballage en carton, les murs en bois et même en béton.
6) Bien qu'il soit inestimable pour sa capacité à initier le processus de maturation, il peut également être très nocif pour de nombreux fruits, légumes, fleurs et plantes, accélérant le processus de vieillissement et réduisant la qualité et la durée de conservation du produit. Le degré de dommage dépend de la concentration, de la durée d'exposition et de la température.
7) L'éthylène est explosif à fortes concentrations.
8) L'éthylène est utilisé dans la production de verre spécial pour l'industrie automobile.
9) Fabrication d'acier de construction: Le gaz est utilisé comme gaz oxycombustible pour la coupe des métaux, le soudage et la projection thermique à grande vitesse.
10) Raffinage: l'éthylène est utilisécomme réfrigérant, en particulier dans les usines de GNL.
11) Comme mentionné précédemment, l'éthylène est une substance très réactive, en plus, il est également très inflammable. Pour des raisons de sécurité, il est généralement transporté par un gazoduc spécial séparé.
12) L'un des produits les plus courants fabriqués directement à partir d'éthylène est le plastique.
