Ethylen er den enkleste af de organiske forbindelser kendt som alkener. Det er en farveløs brændbar gas med en sødlig smag og lugt. Naturlige kilder omfatter naturgas og olie, det er også et naturligt hormon i planter, hvor det hæmmer vækst og fremmer frugtmodning. Brugen af ethylen er almindelig i industriel organisk kemi. Det fremstilles ved opvarmning af naturgas, smeltepunktet er 169,4°C, kogepunktet er 103,9°C.
Ethylen: strukturelle træk og egenskaber
Hydrocarboner er molekyler, der indeholder brint og kulstof. De varierer meget med hensyn til antallet af enkelt- og dobbeltbindinger og den strukturelle orientering af hver komponent. Et af de enkleste, men biologisk og økonomisk gavnlige kulbrinter er ethylen. Det leveres i gasform, er farveløst og brandfarligt. Det består af to dobbeltbundne carbonatomer med hydrogenatomer. Den kemiske formel er C2H4. Molekylets strukturelle form er lineær på grund af tilstedeværelsen af en dobbeltbinding i midten.
Ethylen har en sødlig moskus lugt, der gør det nemt atidentificere stoffet i luften. Dette gælder for gas i sin rene form: lugten kan forsvinde, når den blandes med andre kemikalier.
Ethylenansøgningsordning
Ethylen bruges i to hovedkategorier: som en monomer, hvorfra store kulstofkæder bygges, og som udgangsmateriale for andre to-carbon-forbindelser. Polymerisationer er gentagne kombinationer af mange små ethylenmolekyler til større. Denne proces foregår ved høje tryk og temperaturer. Ansøgningerne om ethylen er talrige. Polyethylen er en polymer, der især anvendes i store mængder til fremstilling af emballagefilm, trådbelægninger og plastikflasker. En anden anvendelse af ethylen som monomer vedrører dannelsen af lineære a-olefiner. Ethylen er udgangsmaterialet til fremstilling af en række tokulstofforbindelser, såsom ethanol (teknisk alkohol), ethylenoxid (frostvæske, polyesterfibre og -film), acetaldehyd og vinylchlorid. Ud over disse forbindelser danner ethylen med benzen ethylbenzen, som bruges til fremstilling af plast og syntetisk gummi. Det pågældende stof er et af de simpleste kulbrinter. Imidlertid gør ethylens egenskaber det biologisk og økonomisk betydningsfuldt.
Kommerciel brug
Ethylens egenskaber giver et godt kommercielt grundlag for et stort antal organiske (indeholdende kulstof og brint) materialer. Enkelte ethylenmolekyler kan væresat sammen til polyethylen (hvilket betyder mange ethylenmolekyler). Polyethylen bruges til fremstilling af plast. Derudover kan den bruges til at lave rengøringsmidler og syntetiske smøremidler, som er kemikalier, der bruges til at reducere friktionen. Brugen af ethylen til at opnå styrener er relevant i processen med at skabe gummi og beskyttende emballage. Derudover bruges det i skoindustrien, især sportssko, samt i produktionen af bildæk. Brugen af ethylen er kommercielt vigtig, og selve gassen er et af de mest almindeligt producerede kulbrinter på verdensplan.
Sundhedsfare
Ethylen er en sundhedsfare, primært fordi det er brandfarligt og eksplosivt. Det kan også virke som et lægemiddel i lave koncentrationer, hvilket forårsager kvalme, svimmelhed, hovedpine og ukoordination. Ved højere koncentrationer virker det som et bedøvelsesmiddel, hvilket forårsager bevidstløshed, ufølsomhed over for smerte og andre stimuli. Alle disse negative aspekter kan i første omgang give anledning til bekymring for folk, der direkte arbejder med gas. Mængden af ethylen, som de fleste mennesker møder i deres daglige liv, er norm alt relativt lille.
ethylenreaktioner
1) Oxidation. Dette er tilsætning af oxygen, for eksempel ved oxidation af ethylen til ethylenoxid. Det bruges ii fremstillingen af ethylenglycol (1,2-ethandiol), der anvendes som frostvæske og til fremstilling af polyestere ved kondensationspolymerisation.
2) Halogenering - reaktioner med ethylen af fluor, chlor, brom, iod.
3) Klorering af ethylen som 1,2-dichlorethan og efterfølgende omdannelse af 1,2-dichlorethan til vinylchloridmonomer. 1,2-dichlorethan er et nyttigt organisk opløsningsmiddel og er også en værdifuld forløber i syntesen af vinylchlorid.
4) Alkylering - tilsætning af carbonhydrider til dobbeltbindingen, f.eks. syntese af ethylbenzen fra ethylen og benzen, efterfulgt af omdannelse til styren. Ethylbenzen er et mellemprodukt til produktion af styren, en af de mest udbredte vinylmonomerer. Styren er en monomer, der bruges til at fremstille polystyren.
5) Forbrænding af ethylen. Gassen opnås ved at opvarme ethylalkohol og koncentreret svovlsyre.
6) Hydrering er en reaktion med tilsætning af vand til en dobbeltbinding. Den vigtigste industrielle anvendelse af denne reaktion er omdannelsen af ethylen til ethanol.
ethylen og forbrænding
Ethylen er en farveløs gas, der er dårligt opløselig i vand. Forbrændingen af ethylen i luften ledsages af dannelsen af kuldioxid og vand. I sin rene form brænder gassen med en let diffusionsflamme. Blandet med en lille mængde luft giver det en flamme bestående af tre separate lag - en indre kerne - uforbrændt gas, et blågrønt lag og en ydre kegle, hvor det delvist oxiderede produktfra det forblandede lag brænde i en diffusionsflamme. Den resulterende flamme viser en kompleks række af reaktioner, og efterhånden som der tilføres mere luft til gasblandingen, forsvinder diffusionslaget gradvist.
Nyttige fakta
1) Ethylen er et naturligt plantehormon, det påvirker væksten, udviklingen, modningen og ældningen af alle planter.
2) Gassen er ikke skadelig og ikke-giftig for mennesker i en bestemt koncentration (100-150 mg).
3) Det bruges i medicin som smertestillende middel.
4) Ethylen sænker farten ved lave temperaturer.
5) Den karakteristiske egenskab er god gennemtrængning gennem de fleste stoffer, såsom papemballagekasser, træ- og endda betonvægge.
6) Selvom det er uvurderligt for dets evne til at igangsætte modningsprocessen, kan det også være meget skadeligt for mange frugter, grøntsager, blomster og planter, fremskynde ældningsprocessen og reducere produktkvalitet og holdbarhed. Graden af skade afhænger af koncentrationen, eksponeringens varighed og temperaturen.
7) Ethylen er eksplosivt i høje koncentrationer.
8) Ethylen bruges til fremstilling af specialglas til bilindustrien.
9) Fremstilling af konstruktionsstål: Gassen bruges som oxyfuel-gas til metalskæring, svejsning og højhastigheds termisk sprøjtning.
10) Raffinering: Ethylen anvendessom kølemiddel, især i LNG-anlæg.
11) Ethylen er som tidligere nævnt et meget reaktivt stof, derudover er det også meget brandfarligt. Af sikkerhedsmæssige årsager transporteres det norm alt gennem en særlig separat gasrørledning.
12) Et af de mest almindelige produkter fremstillet direkte af ethylen er plastik.
