एथिलीन ग्लाइकॉल: गुण, रासायनिक संरचना, उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

इथाइलीन ग्लाइकॉल ग्लाइकॉल्स के परिवार का सबसे सरल कार्बनिक यौगिक है। इसका रासायनिक सूत्र C ₂ H ₆ O _{2 है}, जबकि इसका संरचनात्मक सूत्र HOCH ₂ -CH ₂ OH है। एक ग्लाइकॉल एक अल्कोहल है जो दो हाइड्रॉक्सिल समूहों (OH) की विशेषता है जो दो पड़ोसी कार्बन परमाणुओं से एक एलिफैटिक श्रृंखला में जुड़ा हुआ है।

एथिलीन ग्लाइकोल एक स्पष्ट, रंगहीन और गंधहीन तरल है। नीचे दी गई छवि में आपके पास जार में उसका एक नमूना है। इसके अलावा, यह एक मीठा स्वाद है और बहुत हीड्रोस्कोपिक है। यह एक कम वाष्पशील तरल है, यही वजह है कि यह बहुत छोटे वाष्प दबाव को बढ़ाता है, वाष्प का घनत्व हवा के घनत्व से अधिक होता है।

इसकी सामग्री में एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ बोतल। स्रोत: Σ64

इथाइलीन ग्लाइकॉल पानी में बहुत घुलनशीलता के साथ एक यौगिक है, इसके अलावा कई कार्बनिक यौगिकों के साथ गलत तरीके से किया जा रहा है; जैसे लघु श्रृंखला स्निग्ध अल्कोहल, एसीटोन, ग्लिसरॉल, आदि। यह प्रोटी सॉल्वैंट्स (जिसमें एच है) से हाइड्रोजन बांड को दान करने और स्वीकार करने की उनकी क्षमता के कारण है।

एथिलीन ग्लाइकॉल कई यौगिकों में पॉलीमराइज़ करता है, जिनमें से नाम अक्सर पीईजी के लिए संक्षिप्त होते हैं और एक संख्या जो उनके अनुमानित आणविक भार को इंगित करती है। PEG 400, उदाहरण के लिए, एक अपेक्षाकृत छोटा, तरल बहुलक है। इस बीच, बड़े पीईजी एक चिकना दिखने के साथ सफेद ठोस हैं।

एथिलीन ग्लाइकॉल की संपत्ति पिघलने बिंदु को दबाने और पानी के क्वथनांक को बढ़ाने के लिए वाहनों, हवाई जहाज और कंप्यूटर उपकरणों में शीतलक और थक्कारोधी के रूप में इसके उपयोग की अनुमति देता है।

गुण

नाम

एथेन-1,2-डायोल (आईयूपीएसी), एथिलीन ग्लाइकॉल, मोनोएथिलीन ग्लाइकॉल (एमईजी), 1-2-डायहाइड्रॉक्सीथेन।

अणु भार

62.068 ग्राम / मोल

भौतिक उपस्थिति

स्पष्ट, रंगहीन और चिपचिपा तरल।

गंध

शौचालय

स्वाद

मिठाई

घनत्व

1.1132 ग्राम / सेमी ³

गलनांक

-12.9 ºसी

क्वथनांक

197.3 ºC

जल में घुलनशीलता

पानी के साथ गलत, बहुत हीड्रोस्कोपिक यौगिक।

अन्य सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता

कम क्षारीय अल्कोहल (मेथनॉल और इथेनॉल), ग्लिसरॉल, एसिटिक एसिड, एसीटोन और इसी तरह केटोन, एल्डीहाइड, पाइरिडाइन, कोयला टार बेस और ईथर में घुलनशील के साथ कुरूप। बेंजीन और उसके होमोलॉग्स, क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन, पेट्रोलियम ईथर और तेलों में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील।

प्रज्वलन बिंदु

111 º सी

वाष्प - घनत्व

2.14 को 1 के रूप में लिया गया हवा के संबंध में।

वाष्प दबाव

25 डिग्री सेल्सियस (एक्सट्रपलेशन द्वारा) पर 0.092 mmHg।

सड़न

जब अपघटन करने के लिए गर्म किया जाता है, तो यह तीखा और परेशान करने वाला धुआं उत्सर्जित करता है।

भंडारण तापमान

2-8 º सी

ज्वलन की ऊष्मा

1,189.2 केजे / मोल

वाष्पीकरण का ताप

50.5 kJ / मोल

सतह तनाव

25 डिग्री सेल्सियस पर 47.99 एमएन / मी

अपवर्तक सूचकांक

1.4318 20। सी पर

पृथक्करण निरंतर

25KC पर pKa = 14.22

पीएच

20.C पर 6 से 7.5 (100 ग्राम / लीटर पानी)

ऑक्टेनॉल / जल विभाजन गुणांक

लॉग पी = - 1.69

रासायनिक संरचना

एथिलीन ग्लाइकॉल की आणविक संरचना। स्रोत: बेन मिल्स विकिपीडिया के माध्यम से।

ऊपरी छवि में हमारे पास एक गोले और बार मॉडल द्वारा दर्शाया गया एथिलीन ग्लाइकॉल अणु है। काले गोले कार्बन परमाणुओं के अनुरूप होते हैं, जो इसके सीसी कंकाल बनाते हैं, और उनके सिरों पर क्रमशः ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के लिए हमारे पास लाल और सफेद गोले होते हैं।

यह एक सममित अणु है और पहली नज़र में यह सोचा जा सकता है कि इसमें एक स्थायी द्विध्रुवीय क्षण है; हालाँकि, उनके C-OH बांड घूमते हैं, जो द्विध्रुवीय के पक्ष में हैं। यह एक गतिशील अणु भी है, जो निरंतर घुमाव और कंपन से गुजरता है, और अपने दो ओएच समूहों के लिए हाइड्रोजन बांड बनाने या प्राप्त करने में सक्षम है।

वास्तव में, ये इंटरैक्शन एथिलीन ग्लाइकॉल के लिए जिम्मेदार होते हैं, जिसमें एक उच्च क्वथनांक (197)C) होता है।

जब तापमान -13 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है, तो अणु ऑर्थोरॉम्बिक क्रिस्टल में जमा हो जाते हैं, जहां रोटामर्स महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; अर्थात्, ऐसे अणु हैं जो अपने OH समूहों को विभिन्न दिशाओं में उन्मुख करते हैं।

उत्पादन

एथिलीन ऑक्सीकरण

एथिलीन ग्लाइकॉल के संश्लेषण में प्रारंभिक चरण एथिलीन ऑक्साइड के एथिलीन का ऑक्सीकरण है। अतीत में, एथिलीन को क्लोरोहाइड्रिन का उत्पादन करने के लिए हाइपोक्लोरस एसिड के साथ प्रतिक्रिया की गई थी। फिर एथिलीन ऑक्साइड के उत्पादन के लिए कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ इसका इलाज किया गया।

क्लोरोहाइड्रिन विधि बहुत लाभदायक नहीं है और एथिलीन की प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण की एक विधि को उत्प्रेरक के रूप में चांदी के ऑक्साइड का उपयोग करके हवा या ऑक्सीजन की उपस्थिति में स्विच किया गया था।

एथिलीन ऑक्साइड हाइड्रोलिसिस

दबाव में पानी के साथ एथिलीन ऑक्साइड (ईओ) की हाइड्रोलिसिस एक कच्चे मिश्रण का उत्पादन करती है। पानी-ग्लाइकोल मिश्रण को वाष्पीकृत आसवन द्वारा डाईथाइलीन ग्लाइकॉल और ट्राइथिलीन ग्लाइकोल से मोनोएथिलीन ग्लाइकॉल को अलग करके पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

एथिलीन ऑक्साइड की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया निम्नानुसार हो सकती है:

C ₂ H ₄ O + H ₂ O => OH-CH ₂ -CH ₂ -OH (एथिलीन ग्लाइकॉल या मोनोएथियम ग्लाइकॉल)

मित्सुबिशी केमिकल ने फॉस्फोरस के उपयोग के माध्यम से एक उत्प्रेरक प्रक्रिया विकसित की, एथिलीन ऑक्साइड के मोनोएथिलीन ग्लाइकोल में रूपांतरण में।

ओमेगा प्रक्रिया

ओमेगा प्रक्रिया में, एथिलीन ऑक्साइड को शुरू में कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ ₂) के साथ अपनी प्रतिक्रिया के माध्यम से एथिलीन कार्बोनेट में बदल दिया जाता है । फिर, इथाइलीन कार्बोनेट 98% चयनात्मकता के साथ मोनोइथिलीन ग्लाइकोल प्राप्त करने के लिए उत्प्रेरक हाइड्रोलिसिस के अधीन है।

एथिलीन ग्लाइकॉल के संश्लेषण के लिए एक अपेक्षाकृत नई विधि है। इसमें मेथनॉल के डाइमेथाइल ऑक्सालेट (डीएमओ) और इसके बाद के हाइड्रोजनीकरण से एथिलीन ग्लाइकॉल के ऑक्सीडेटिव कार्बोनिलीकरण शामिल हैं।

अनुप्रयोग

कूलेंट और एंटीफ्antीज़र

पानी के साथ एथिलीन ग्लाइकोल का मिश्रण ठंड बिंदु में कमी और उबलते बिंदु में वृद्धि की अनुमति देता है, जिससे कार के इंजन सर्दियों में न तो फ्रीज होते हैं, न ही गर्मियों में अधिक गर्मी।

जब पानी के साथ मिश्रण में एथिलीन ग्लाइकॉल का प्रतिशत 70% तक पहुंच जाता है, तो हिमांक बिंदु -55,C होता है, इसलिए एथिलीन ग्लाइकॉल-पानी के मिश्रण को एक ठंडा तरल के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, और उन में ठंड से बचाव होता है जिन स्थितियों में यह हो सकता है।

एथिलीन ग्लाइकोल समाधानों के कम ठंड तापमान ऑटोमोबाइल इंजन के लिए एंटीफ् automobileीज़र के रूप में इसके उपयोग की अनुमति देते हैं; विमान के पंखों का डी-आइसिंग; और विंडशील्ड्स के प्रदर्शन में।

यह कम तापमान पर रखे गए जैविक नमूनों को संरक्षित करने के लिए भी उपयोग किया जाता है, इस प्रकार यह क्रिस्टल के गठन से बचता है जो नमूनों की संरचना को नुकसान पहुंचा सकता है।

उच्च उबलते बिंदु एथिलीन ग्लाइकोल समाधान का उपयोग उपकरणों या उपकरणों में कम तापमान बनाए रखने के लिए किया जाता है जो संचालन करते समय गर्मी उत्पन्न करते हैं, जैसे: ऑटोमोबाइल, कंप्यूटर उपकरण, एयर कंडीशनर, आदि।

निर्जलीकरण

एथिलीन ग्लाइकोल एक बहुत हीड्रोस्कोपिक यौगिक है, जिसने इसके उपयोग से उप-गैस से निकाले गए गैसों के उपचार की अनुमति दी है जिनमें पानी के वाष्प की उच्च सामग्री होती है। प्राकृतिक गैसों से पानी का उन्मूलन उनके संबंधित औद्योगिक प्रक्रियाओं में उनके कुशल उपयोग का पक्षधर है।

पॉलिमर निर्माण

पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल (पीईजी), पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी) और पॉलीयुरेथेन जैसे पॉलिमर के संश्लेषण के लिए एथिलीन ग्लाइकॉल का उपयोग किया जाता है। पीईजी अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले पॉलिमर का एक परिवार है जैसे: खाद्य पदार्थों का गाढ़ा होना, कब्ज का उपचार, सौंदर्य प्रसाधन, आदि।

पीईटी का उपयोग सभी प्रकार के डिस्पोजेबल कंटेनरों के उत्पादन में किया जाता है, जिनका उपयोग विभिन्न प्रकार के पेय और खाद्य पदार्थों में किया जाता है। पॉलीयुरेथेन को रेफ्रिजरेटर में एक थर्मल इन्सुलेटर के रूप में और विभिन्न प्रकार के फर्नीचर में भराव के रूप में उपयोग किया जाता है।

विस्फोटक

इसका उपयोग डायनामाइट के निर्माण में किया जाता है, यह अनुमति देता है कि नाइट्रोग्लिसरीन के हिमांक में कमी होने से इसे कम जोखिम के साथ संग्रहीत किया जा सकता है।

लकड़ी की सुरक्षा

एथिलीन ग्लाइकॉल का उपयोग लकड़ी के उपचार में इसके सड़न से बचाने के लिए किया जाता है, जो कवक की क्रिया द्वारा उत्पन्न होता है। यह संग्रहालयों में कला के कार्यों के संरक्षण के लिए महत्वपूर्ण है।

दूसरे एप्लिकेशन

इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर और सोया फोम स्टेबलाइजर्स में प्रवाहकीय लवण को निलंबित करने के लिए मीडिया में एथिलीन ग्लाइकॉल मौजूद है। इसका उपयोग प्लास्टिसाइज़र, इलास्टोमर्स और सिंथेटिक मोम के निर्माण में भी किया जाता है।

एथिलीन ग्लाइकॉल का उपयोग सुगंधित और पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन के पृथक्करण में किया जाता है। इसके अलावा, सफाई उपकरणों के लिए डिटर्जेंट के निर्माण में इसका उपयोग किया जाता है। यह चिपचिपाहट बढ़ाता है और स्याही की अस्थिरता को कम करता है, जिससे इसका उपयोग करना आसान हो जाता है।

इसके अलावा, ईथीलीन ग्लाइकोल का उपयोग मोल्डिंग रेत की ढलाई में और कांच और सीमेंट के पीसने के दौरान एक स्नेहक के रूप में किया जा सकता है। यह हाइड्रोलिक ब्रेकिंग तरल पदार्थ में एक घटक के रूप में और एस्टर, ईथर, पॉलिएस्टर फाइबर और रेजिन के संश्लेषण में एक मध्यवर्ती के रूप में भी उपयोग किया जाता है।

जिन रेजिनों में एथिलीन ग्लाइकॉल का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है, वे अलकाइड पेंट्स के आधार के रूप में उपयोग किए जाते हैं, जो ऑटोमोटिव और आर्किटेक्चरल पेंट्स में लगाए जाते हैं।

विषाक्तता और जोखिम

जोखिम से लक्षण

एथिलीन ग्लाइकॉल में कम तीव्र विषाक्तता होती है जब यह त्वचा पर संपर्क द्वारा काम करता है या यदि यह साँस में होता है। लेकिन, इसकी विषाक्तता पूरी तरह से प्रकट होने पर, शरीर के वजन के 1.5 ग्राम / किलोग्राम के एथिलीन ग्लाइकॉल की घातक खुराक के रूप में या 70 किलो वयस्क के लिए 100 एमएल के रूप में इंगित किया जाता है।

एथिलीन ग्लाइकॉल के तीव्र जोखिम निम्नलिखित लक्षण पैदा करता है: साँस लेना खांसी, चक्कर आना और सिरदर्द का कारण बनता है। एथिलीन ग्लाइकॉल के संपर्क में आने से त्वचा पर सूखापन आ जाता है। इस बीच, आंखों में यह लालिमा और दर्द पैदा करता है।

घूस क्षति

एथिलीन ग्लाइकॉल का अंतर्ग्रहण पेट में दर्द, मतली, बेहोशी और उल्टी द्वारा प्रकट होता है। एथिलीन ग्लाइकॉल के अत्यधिक सेवन से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस), हृदय समारोह और गुर्दा आकृति विज्ञान और शरीर विज्ञान पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है।

सीएनएस के कामकाज में विफलताओं के कारण, पक्षाघात या अनियमित आंख आंदोलन (न्यस्टागमस) होता है। कार्डियोपल्मोनरी सिस्टम में, उच्च रक्तचाप, क्षिप्रहृदयता और संभव हृदय विफलता होती है। एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ विषाक्तता के उत्पाद गुर्दे में गंभीर परिवर्तन होते हैं।

गुर्दे, अध: पतन और कैल्शियम ऑक्सालेट का जमाव वृक्क नलिकाओं में होता है। उत्तरार्द्ध को निम्नलिखित तंत्र द्वारा समझाया गया है: एथिलीन ग्लाइकॉल लैक्टिक डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा ग्लाइकोलाडिहाइड का उत्पादन करने के लिए चयापचय किया जाता है।

ग्लाइकोल्डिहाइड ग्लाइकोलिक, ग्लाइकॉलिक और ऑक्सालिक एसिड को जन्म देता है। कैल्शियम ऑक्सालेट बनाने के लिए ऑक्सालिक एसिड कैल्शियम के साथ तेजी से फैलता है, जिनमें से अघुलनशील क्रिस्टल वृक्क नलिकाओं में जमा होते हैं, उनमें रूपात्मक परिवर्तन और शिथिलता उत्पन्न होती है, जो गुर्दे की विफलता का कारण बन सकती है।

इथाइलीन ग्लाइकॉल की विषाक्तता के कारण प्रोपलीन ग्लाइकोल द्वारा धीरे-धीरे इसके कुछ अनुप्रयोगों में प्रतिस्थापित किया गया है।

एथिलीन ग्लाइकोल के पारिस्थितिक परिणाम

अपने डे-आइसिंग के दौरान, हवाई जहाज महत्वपूर्ण मात्रा में एथिलीन ग्लाइकॉल छोड़ते हैं, जो अंत में लैंडिंग स्ट्रिप्स पर जमा होता है, जो जब धोया जाता है, तो जल को एथिलीन ग्लाइकॉल को जल निकासी प्रणाली के माध्यम से नदियों में स्थानांतरित करने का कारण बनता है, जहां इसकी विषाक्तता जीवन को प्रभावित कर सकती है। मछली।

लेकिन यह एथिलीन ग्लाइकॉल की विषाक्तता नहीं है जो पारिस्थितिक क्षति का मुख्य कारण है। इसके एरोबिक बायोडिग्रेडेशन के दौरान, ऑक्सीजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा का सेवन किया जाता है, जिससे इसकी सतह के पानी में कमी होती है।

दूसरी ओर, इसके अवायवीय बायोडिग्रेडेशन मछली के लिए विषाक्त पदार्थों को जारी कर सकते हैं, जैसे कि एसिटाल्डीहाइड, इथेनॉल, एसीटेट और मीथेन।

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