Alkohol izopropylowy (2-propanol, izopropanol, i-propanol, alkohol izopropylowy) to związek chemiczny, który stał się szeroko rozpowszechniony ze względu na jego zdolność do rozpuszczania, właściwości dezynfekujące i konserwujące. Alkohol ten jest używany w wielu gałęziach przemysłu, a także w kierowcach i lekarzach.
Alkohol izopropylowy - co to jest?
Alkohol izopropylowy jest drugorzędowym alkoholem jednowodorotlenowym. Wzór chemiczny izopropanolu to CH3 – CH (OH) – CH3. Izopropanol można uznać za pochodną propanu węglowodoru nasyconego CH3 – CH2 – CH3, w cząsteczce, w której jeden atom wodoru jest zastąpiony przez alkohol - grupę hydroksylową (-OH). Ponieważ grupa hydroksylowa w cząsteczce jest jedna, alkohol nazywa się jednowodorotlenowym. Jak widać ze wzoru chemicznego alkoholu izopropylowego, węgiel związany z grupą hydroksylową jest połączony zdwie grupy CH3. Dlatego alkohol jest nazywany drugorzędnym.
Na rysunku przedstawiono wzór strukturalny alkoholu izopropylowego, a także wzory niektórych innych alkoholi jednowodorotlenowych.
Właściwości fizyczne
Wiele właściwości izopropanolu, na przykład temperatura wrzenia, wynika z obecności grupy alkoholowej (-OH). Ta grupa ma wysoką polaryzację. W rezultacie grupa –OH jednej cząsteczki izopropanolu tworzy wiązanie z grupą –OH innej cząsteczki izopropanolu. W ten sposób cząsteczki są powiązane, to znaczy są ze sobą połączone. Takie wiązanie nazywa się wiązaniem wodorowym. Jest słaba, ale ma duże znaczenie w naturze.
Dzięki wiązaniom wodorowym woda H2O w normalnych warunkach jest cieczą, a nie gazem, jak np. substancja o podobnej strukturze H 2 S siarkowodór. To właśnie obecność wiązań wodorowych powoduje, że faza stała wody – lód – ma z natury mniejszą gęstość niż faza ciekła, w wyniku czego lód nie tonie.
Tworzenie wiązań wodorowych wyjaśnia wysoką temperaturę wrzenia alkoholu izopropylowego i innych alkoholi o niskiej masie cząsteczkowej w porównaniu ze związkami o podobnej strukturze. Na przykład temperatura wrzenia propanu wynosi -42 ° C, to znaczy propan w dowolnej temperaturze powyżej -42 ° C jest w stanie gazowym. Temperatura wrzenia alkoholu izopropylowego jest znacznie wyższa w 82,4°C. Oznacza to, że izopropanol w zwykłej temperaturze ma postać płynną.warunek.
Jeśli porównamy temperaturę wrzenia alkoholu izopropylowego i metylowego, to ten pierwszy ma nieco wyższą temperaturę: 82 stopni w porównaniu z 65. Oznacza to, że w normalnych warunkach alkohol izopropylowy paruje mniej niż alkohol metylowy.
Temperaturę topnienia i wrzenia alkoholu izopropylowego i niektórych innych związków przedstawiono w tabeli.
| Substancja | Punkt wrzenia, oC | Temperatura topnienia, oC |
| Metanol | 65 | -98 |
| Etanol | 78 | -117 |
| Propanol | 97 | -127 |
| Izopropanol | 82 | -88 |
| Propan | -42 | -190 |
Tworzenie wiązań wodorowych między grupami alkoholowymi izopropanolu i cząsteczkami wody determinuje rozpuszczalność tego alkoholu w wodzie. Rozpuszczalność zależy od liczby atomów węgla w łańcuchu, im mniej, tym lepiej rozpuszcza się alkohol. Dlatego spośród alkoholi największą rozpuszczalność w wodzie ma metanol, który można mieszać z wodą w dowolnym stosunku. Etanol rozpuszcza się w wodzie nieco gorzej niż metanol, a izopropanol jest gorszy niż etanol.
Główne cechy alkoholu izopropylowego
Rozpuszczalny w acetonie, rozpuszczalny w benzenie, mieszalny z wodą, eterem, etanolem.
Gęstość 0,7851g/cm3 (20°C).
Dolna granica wybuchowości - 2,5% (objętościowo).
Temperatura topnienia -89,5°C.
Temperaturawrzenia +82, 4°С.
Zależność temperatury wrzenia alkoholu izopropylowego od ciśnienia przedstawiono w tabeli.
| Ciśnienie pary, mmHg | Punkt wrzenia, oC |
| 1 | -26, 1 |
| 10 | 2, 4 |
| 40 | 23, 8 |
| 100 | 39, 5 |
| 400 | 67, 8 |
| 1020, 7 | 90 |
Właściwości chemiczne
Alkohol izopropylowy jest bezbarwną cieczą. Ma charakterystyczny zapach, niepodobny do zapachu alkoholu etylowego. Nie przewodzi prądu.
Wchodzi w liczne reakcje chemiczne, które są wykorzystywane w syntezach przemysłowych. Większość produkowanego alkoholu izopropylowego trafia do produkcji acetonu. Aby otrzymać aceton, izopropanol musi zostać utleniony silnym środkiem utleniającym - mieszaniną K2Cr2O7+ H 2SO4 lub KMnO4 + H2 SO 4.
Odbierz
W Rosji w 2017 roku wyprodukowano około 40 tysięcy ton alkoholu izopropylowego, prawie 20% mniej niż w 2016 roku. Wielkość produkcji jest niewielka – w tym samym okresie wyprodukowano prawie 4 miliony ton metanolu.
Alkohol izopropylowy jest produkowany w Rosji przez dwa przedsiębiorstwa: Synthetic Alcohol Plant CJSC w mieście Orsk w regionie Orenburg oraz Sintez Acetone LLC w mieście Dzierżyńsk w regionie Niżny Nowogród.
W Orsku izopropanol jest wytwarzany metodą hydratacji kwasem siarkowym frakcji propylenowej lub propanowo-propylenowej otrzymywanej z gazów krakingu termicznego lub katalitycznego. Otrzymuje się dwa rodzaje izopropanolu, różniące się stopniem oczyszczenia: techniczny (87%) i absolutny (99,95%). W Dzierżyńsku izopropanol otrzymuje się przez uwodornienie acetonu.
Produktem ubocznym przy produkcji alkoholu izopropylowego przez hydratację propylenu jest alkohol diizopropylowy, który jest szczególnie cenny jako substancja o wysokiej liczbie oktanowej 98.
Aplikacja
Alkohol izopropylowy jest doskonałym rozpuszczalnikiem, dzięki czemu ma szerokie zastosowanie. Znajduje zastosowanie głównie w przemyśle chemicznym, a także w przemyśle rafineryjnym, drzewno-chemicznym, meblarskim, medycznym, spożywczym, perfumeryjnym, w poligrafii oraz w gospodarstwie domowym. Wskazówki dotyczące aplikacji:
- rozpuszczalnik,
- konserwant,
- odwadniacz,
- zanieczyszczenia ekstrahujące,
- stabilizator,
- odmrażacz.
Zastosowanie izopropanolu w przemyśle chemicznym i motoryzacyjnym
Zastosowania w przemyśle chemicznym są następujące:
- surowiec do produkcji acetonu,
- produkcja tworzyw sztucznych - polietylen o niskiej gęstości i polipropylen,
- synteza octanu izopropylu,
- produkcja środków owadobójczych,
- rozpuszczalnik w produkcji etylocelulozy, octanu celulozy, nitrocelulozy w farbach i lakierachprzemysł,
- bezpieczny transport nitrocelulozy (dodaje się do niej 30% izopropanolu),
- Ekstraktant w technologii chemicznej.
- aplikacja rafineryjna:
- Rozpuszczalnik mocznika używany do usuwania wosku z oleju napędowego
- dodatek do olejów, który poprawia ich właściwości antykorozyjne i obniża temperaturę płynięcia,
- „usuwanie” wody ze zbiorników benzyny.
Woda dostaje się do przewodów paliwowych i zbiorników w wyniku kondensacji z wilgotnego powietrza. W niskich temperaturach zamarza i może tworzyć korek lodowy. Przy dodawaniu absolutnego izopropanolu woda w nim rozpuszcza się i nie zamarza.
W branży motoryzacyjnej:
- „usuwanie” wody ze zbiorników gazu poprzez jej rozpuszczenie,
- jako składnik paliwa zwiększający liczbę oktanową i zmniejszający toksyczne emisje,
- odmrażacz przedniej szyby,
- środek przeciw zamarzaniu do grzejników,
- usuwanie płynu hamulcowego z hydraulicznych układów hamulcowych.
Stosowanie izopropanolu w innej działalności gospodarczej
Zastosowania chemiczne do mebli i drewna:
- ekstrakcja żywic z drewna zmieszanego z innymi rozpuszczalnikami,
- usuwanie starego lakieru, rozpuszczalnika francuskiego, klejów, olejów,
- spoiwo w pastach i środkach czyszczących.
W przemyśle poligraficznym do nawilżania druku stosuje się izopropanolprocesy. W elektronice - jako rozpuszczalnik do czyszczenia złącz stykowych, taśm magnetycznych, głowic dysków, soczewek laserów, do usuwania pasty termicznej, czyszczenia klawiatur, monitorów LCD, ekranów szklanych. Nie używaj go tylko do czyszczenia winylu, ponieważ reaguje z nim izopropanol.
Zastosowanie w branży medycznej i medycynie:
- zawarty w roztworach antyseptycznych impregnujących płyny do wycierania,
- środek dezynfekujący do wycierania miejsca wstrzyknięcia,
- 75% roztwór wodny używany jako środek do dezynfekcji rąk
- waciki do dezynfekcji,
- suszarka do zapobiegania zapaleniu ucha środkowego,
- środek konserwujący do ochrony materiału genetycznego i analizy (mniej toksyczny niż formaldehyd).
Izopropanol ma przewagę nad etanolem: wyraźniejsze działanie antyseptyczne i niska cena. Tak więc tam, gdzie kiedyś używano etanolu, teraz stosuje się izopropanol.
W przemyśle kosmetycznym i perfumeryjnym do produkcji używany jest izopropanol:
- kosmetyki,
- produkty do higieny osobistej,
- perfumy, woda kolońska, lakier.
W przemyśle spożywczym izopropanol jest używany jako chłodziwo w produkcji mrożonej żywności.
W gospodarstwie domowym:
- do czyszczenia różnych powierzchni z wyjątkiem gumy i winylu,
- do usuwania plam z tkanin, drewna,
- do usuwania kleju z naklejek (na papierze izopropanol nie jest)ważne).
Toksyczność
Izopropanol jest używany w medycynie jako miejscowy środek antyseptyczny. Stosowany miejscowo szybko odparowuje i nie ma negatywnego wpływu.
Działa drażniąco na drogi oddechowe, jeśli wdychane opary mogą powodować bóle głowy. Wysokie stężenie izopropanolu w powietrzu hamuje pracę ośrodkowego układu nerwowego, prowadząc do utraty przytomności. Dlatego pracuj z izopropanolem tylko w dobrze wentylowanym pomieszczeniu.
Izopropanol nie jest używany wewnętrznie, ponieważ jest toksyczny. W wątrobie zamienia się w trującą substancję - aceton, który wpływa na wątrobę, nerki i mózg. 200 ml izopropanolu to dawka śmiertelna.
