Eteeni on yksinkertaisin alkeeneina tunnetuista orgaanisista yhdisteistä. Se on väritöntä syttyvää kaasua, jolla on makeahko maku ja haju. Luonnollisia lähteitä ovat maakaasu ja öljy, se on myös kasvien luonnollinen hormoni, jossa se estää kasvua ja edistää hedelmien kypsymistä. Eteenin käyttö on yleistä teollisessa orgaanisessa kemiassa. Sitä valmistetaan kuumentamalla maakaasua, sulamispiste on 169,4 °C, kiehumispiste on 103,9 °C.
Eteeni: rakenteelliset ominaisuudet ja ominaisuudet
Hiilivedyt ovat molekyylejä, jotka sisältävät vetyä ja hiiltä. Ne vaihtelevat suuresti yksittäis- ja kaksoissidosten lukumäärän ja kunkin komponentin rakenteellisen orientaation suhteen. Yksi yksinkertaisimmista, mutta biologisesti ja taloudellisesti hyödyllisistä hiilivedyistä on eteeni. Se toimitetaan kaasumaisessa muodossa, on väritöntä ja syttyvää. Se koostuu kahdesta kaksoissidoksesta hiiliatomista, joissa on vetyatomeja. Kemiallinen kaava on C2H4. Molekyylin rakenteellinen muoto on lineaarinen, koska sen keskellä on kaksoissidos.
Eteenillä on makeahko myskin tuoksu, joka tekee siitä helpontunnistaa aineen ilmassa. Tämä koskee kaasua sen puhtaassa muodossa: haju voi kadota, kun se sekoitetaan muihin kemikaaleihin.
Eteenin levitysjärjestelmä
Eteeniä käytetään kahdessa pääkategoriassa: monomeerina, josta rakennetaan suuria hiiliketjuja, ja muiden kaksihiilisten yhdisteiden lähtöaineena. Polymeroinnit ovat monien pienten eteenimolekyylien toistuvia yhdistelmiä suuremmiksi. Tämä prosessi tapahtuu korkeissa paineissa ja lämpötiloissa. Eteenille on lukuisia sovelluksia. Polyeteeni on polymeeri, jota käytetään erityisesti suuria määriä pakkauskalvojen, lankapinnoitteiden ja muovipullojen valmistuksessa. Toinen eteenin käyttö monomeerina koskee lineaaristen a-olefiinien muodostumista. Eteeni on lähtöaine useiden kaksihiiliyhdisteiden, kuten etanolin (tekninen alkoholi), etyleenioksidin (jäätymisenestoaine, polyesterikuidut ja -kalvot), asetaldehydin ja vinyylikloridin, valmistuksessa. Näiden yhdisteiden lisäksi eteeni bentseenin kanssa muodostaa etyylibentseeniä, jota käytetään muovien ja synteettisen kumin valmistuksessa. Kyseinen aine on yksi yksinkertaisimmista hiilivedyistä. Eteenin ominaisuudet tekevät siitä kuitenkin biologisesti ja taloudellisesti merkittävän.
Kaupallinen käyttö
Eteenin ominaisuudet tarjoavat hyvän kaupallisen perustan suurelle määrälle orgaanisia (hiiltä ja vetyä sisältäviä) materiaaleja. Yksittäisiä eteenimolekyylejä voi ollaliitetään yhteen polyeteeniksi (mikä tarkoittaa monia eteenimolekyylejä). Polyeteeniä käytetään muovien valmistukseen. Lisäksi siitä voidaan valmistaa pesuaineita ja synteettisiä voiteluaineita, jotka ovat kitkaa vähentäviä kemikaaleja. Eteenin käyttö styreenien valmistukseen on olennaista kumi- ja suojapakkausten luomisprosessissa. Lisäksi sitä käytetään kenkäteollisuudessa, erityisesti urheilujalkineissa, sekä autonrenkaiden valmistuksessa. Eteenin käyttö on kaupallisesti tärkeää, ja kaasu itsessään on yksi yleisimmin tuotetuista hiilivedyistä maailmanlaajuisesti.
Terveysvaara
Eteeni on terveydelle vaarallinen ensisijaisesti siksi, että se on syttyvää ja räjähtävää. Se voi myös toimia lääkkeenä pieninä pitoisuuksina aiheuttaen pahoinvointia, huimausta, päänsärkyä ja koordinaatiohäiriöitä. Suuremmilla pitoisuuksilla se toimii anestesia-aineena aiheuttaen tajuttomuutta, herkkyyttä kivulle ja muille ärsykkeille. Kaikki nämä kielteiset näkökohdat voivat olla huolestuttavia ennen kaikkea suoraan kaasun parissa työskenteleville ihmisille. Useimpien ihmisten päivittäisessä elämässään kohtaaman eteenin määrä on yleensä suhteellisen pieni.
Eteenireaktiot
1) Hapetus. Tämä on hapen lisäämistä esimerkiksi eteenin hapetuksessa etyleenioksidiksi. Sitä käytetäänetyleeniglykolin (1,2-etaanidiolin) valmistuksessa, jota käytetään pakkasnesteenä, ja polyesterien valmistuksessa kondensaatiopolymeroinnilla.
2) Halogenointi - fluorin, kloorin, bromin, jodin reaktiot eteenin kanssa.
3) Eteenin klooraus 1,2-dikloorietaaniksi ja sitä seuraava 1,2-dikloorietaanin muuntaminen vinyylikloridimonomeeriksi. 1,2-dikloorietaani on hyödyllinen orgaaninen liuotin ja myös arvokas esiaste vinyylikloridin synteesissä.
4) Alkylointi - hiilivetyjen lisääminen kaksoissidokseen, esimerkiksi etyylibentseenin synteesi eteenistä ja bentseenistä, jota seuraa muuntaminen styreeniksi. Etyylibentseeni on välituote styreenin valmistuksessa, joka on yksi yleisimmin käytetyistä vinyylimonomeereistä. Styreeni on monomeeri, jota käytetään polystyreenin valmistukseen.
5) Eteenin poltto. Kaasu saadaan kuumentamalla etyylialkoholia ja väkevää rikkihappoa.
6) Hydrataatio on reaktio, jossa vettä lisätään kaksoissidokseksi. Tämän reaktion tärkein teollinen sovellus on eteenin muuntaminen etanoliksi.
Eteeni ja palaminen
Eteeni on väritön kaasu, joka liukenee huonosti veteen. Eteenin palamiseen ilmassa liittyy hiilidioksidin ja veden muodostuminen. Puhtaassa muodossaan kaasu palaa kevyellä diffuusioliekillä. Sekoitettuna pieneen määrään ilmaa, se muodostaa liekin, joka koostuu kolmesta erillisestä kerroksesta - sisäydin - palamaton kaasu, sinivihreä kerros ja ulkokartio, jossa osittain hapettunut tuoteesisekoitetusta kerroksesta palaa diffuusioliekissä. Tuloksena oleva liekki näyttää monimutkaisen sarjan reaktioita, ja kun kaasuseokseen lisätään ilmaa, diffuusiokerros häviää vähitellen.
Hyödyllisiä faktoja
1) Eteeni on luonnollinen kasvihormoni, se vaikuttaa kaikkien kasvien kasvuun, kehitykseen, kypsymiseen ja ikääntymiseen.
2) Kaasu ei ole haitallinen ja myrkytön ihmisille tietyssä pitoisuudessa (100-150 mg).
3) Sitä käytetään lääketieteessä kipulääkeaineena.
4) Eteeni hidastuu alhaisissa lämpötiloissa.
5) Ominaisuus on hyvä tunkeutuminen useimpien aineiden, kuten pahvipakkauslaatikoiden, puisten ja jopa betoniseinien läpi.
6) Vaikka se on korvaamaton kypsymisprosessin käynnistämiskyvyn vuoksi, se voi myös olla erittäin haitallista monille hedelmille, vihanneksille, kukille ja kasveille, mikä nopeuttaa ikääntymisprosessia ja lyhentää tuotteiden laatua ja säilyvyyttä. Vaurion aste riippuu pitoisuudesta, altistuksen kestosta ja lämpötilasta.
7) Eteeni on räjähtävää korkeissa pitoisuuksissa.
8) Eteeniä käytetään erikoislasien valmistuksessa autoteollisuudelle.
9) Rakenneteräksen valmistus: Kaasua käytetään happipolttokaasuna metallin leikkaamiseen, hitsaukseen ja nopeaan lämpöruiskutukseen.
10) Puhdistus: Eteeniä käytetäänkylmäaineena, erityisesti LNG-laitoksissa.
11) Kuten aiemmin mainittiin, eteeni on erittäin reaktiivinen aine, lisäksi se on myös erittäin syttyvää. Turvallisuussyistä se kuljetetaan yleensä erityisen erillisen kaasuputken kautta.
12) Yksi yleisimmistä suoraan eteenistä valmistetuista tuotteista on muovi.
