Izopropilspirts (2-propanols, izopropanols, i-propanols, izopropilspirts) ir ķīmisks savienojums, kas ir kļuvis plaši izplatīts, pateicoties tā šķīdināšanas spējai, dezinficējošām un konservējošām īpašībām. Šo alkoholu izmanto daudzu veidu rūpniecībā, kā arī autobraucējiem un ārstiem.
Izopropilspirts - kas tas ir?
Izopropilspirts ir sekundārs vienvērtīgs spirts. Izopropanola ķīmiskā formula ir CH3 – CH (OH) – CH3. Izopropanolu var uzskatīt par piesātinātā ogļūdeņraža propāna atvasinājumu CH3 – CH2 – CH3, kuras molekulā viens ūdeņraža atoms ir aizstāts ar spirtu - hidroksilgrupu (-OH). Tā kā hidroksilgrupa molekulā ir viena, spirtu sauc par vienvērtīgu. Kā redzams no izopropilspirta ķīmiskās formulas, ar hidroksilgrupu saistītais ogleklis ir saistīts ardivas grupas CH3. Tāpēc alkoholu sauc par sekundāru.
Izopropilspirta strukturālā formula, kā arī dažu citu vienvērtīgo spirtu formulas ir parādītas attēlā.
Fizikālās īpašības
Daudzas izopropanola īpašības, piemēram, viršanas temperatūra, ir saistītas ar spirta grupas (-OH) klātbūtni. Šai grupai ir augsta polaritāte. Rezultātā vienas izopropanola molekulas –OH grupa veido saiti ar citas izopropanola molekulas –OH grupu. Tādējādi molekulas ir saistītas, tas ir, tās ir savienotas viena ar otru. Šādu saiti sauc par ūdeņraža saiti. Viņa ir vāja, bet tai ir liela nozīme dabā.
Ūdeņraža saišu dēļ ūdens H2O normālos apstākļos ir šķidrums, nevis gāze, kā, piemēram, pēc struktūras līdzīga viela H 2 S sērūdeņradis. Tieši ūdeņraža saišu klātbūtne noved pie tā, ka ūdens cietajai fāzei - ledus - dabā ir mazāks blīvums nekā šķidrajai fāzei, kā rezultātā ledus negrimst.
Ūdeņraža saišu veidošanās izskaidro izopropilspirta un citu zemas molekulmasas spirtu augsto viršanas temperatūru salīdzinājumā ar līdzīgas struktūras savienojumiem. Piemēram, propāna viršanas temperatūra ir -42 ° C, tas ir, propāns jebkurā temperatūrā virs -42 ° C ir gāzveida stāvoklī. Izopropilspirta viršanas temperatūra ir daudz augstāka pie 82,4°C. Tas nozīmē, ka izopropanols parastā temperatūrā ir šķidrā veidā.stāvoklis.
Ja salīdzinām izopropilspirta un metilspirta viršanas temperatūru, tad pirmajam ir nedaudz augstāka temperatūra: 82 grādi pret 65. Tas nozīmē, ka normālos apstākļos izopropilspirts iztvaiko mazāk nekā metilspirts.
Izopropilspirta un dažu citu savienojumu kušanas un viršanas temperatūra ir norādīta tabulā.
| Viela | Vārīšanās temperatūra, oC | Kušanas temperatūra, oC |
| Metanols | 65 | -98 |
| Ethanols | 78 | -117 |
| Propanols | 97 | -127 |
| Izopropanols | 82 | -88 |
| propāns | -42 | -190 |
Ūdeņraža saišu veidošanās starp izopropanola spirta grupām un ūdens molekulām nosaka šī spirta šķīdību ūdenī. Šķīdība ir atkarīga no oglekļa atomu skaita ķēdē, jo mazāk to ir, jo labāk spirts izšķīst. Tāpēc starp spirtiem metanolam ir visaugstākā šķīdība ūdenī, ko var sajaukt ar ūdeni jebkurā attiecībā. Etanols ūdenī šķīst nedaudz sliktāk nekā metanols, un izopropanols ir sliktāks par etanolu.
Izopropilspirta galvenās īpašības
Šīst acetonā, šķīst benzolā, sajaucas ar ūdeni, ēteri, etanolu.
Blīvums 0,7851g/cm3 (20°C).
Apakšējā sprādzienbīstamības robeža - 2,5% (pēc tilpuma).
Kušanas temperatūra -89,5°C.
Temperatūraviršanas temperatūra +82, 4°С.
Izopropilspirta viršanas temperatūras atkarība no spiediena ir parādīta tabulā.
| Tvaika spiediens, mmHg | Vārīšanās temperatūra, oC |
| 1 | -26, 1 |
| 10 | 2, 4 |
| 40 | 23, 8 |
| 100 | 39, 5 |
| 400 | 67, 8 |
| 1020, 7 | 90 |
Ķīmiskās īpašības
Izopropilspirts ir bezkrāsains šķidrums. Tam ir raksturīga smarža, kas nav līdzīga etilspirta smaržai. Nevada elektrību.
Iekļūst daudzās ķīmiskās reakcijās, ko izmanto rūpnieciskai sintēzei. Lielākā daļa saražotā izopropilspirta nonāk acetona ražošanā. Lai iegūtu acetonu, izopropanols jāoksidē ar spēcīgu oksidētāju - maisījumu K2Cr2O7+ H 2SO4 vai KMnO4 + H2 SO 4.
Saņemt
Krievijā 2017. gadā saražoja aptuveni 40 tūkstošus tonnu izopropilspirta, kas ir gandrīz par 20% mazāk nekā 2016. gadā. Ražošanas apjoms ir diezgan neliels - tajā pašā laika posmā tika saražoti gandrīz 4 miljoni tonnu metanola.
Izopropilspirtu Krievijā ražo divi uzņēmumi: Synthetic Alcohol Plant CJSC Orenburgas pilsētā Orenburgas reģionā un Sintez Acetone LLC Dzeržinskas pilsētā, Ņižņijnovgorodas apgabalā.
Orskā izopropanolu ražo, izmantojot propilēna vai propāna-propilēna frakcijas, kas iegūta no termiskā vai katalītiskā krekinga gāzēm, hidratācijas metodi ar sērskābi. Iegūst divu veidu izopropanolu, kas atšķiras pēc attīrīšanas pakāpes: tehniskais (87%) un absolūtais (99,95%). Dzeržinskā izopropanolu iegūst, hidrogenējot acetonu.
Izopropilspirta ražošanas blakusprodukts, hidratējot propilēnu, ir diizopropilspirts, kas ir īpaši vērtīgs kā viela ar augstu oktānskaitli 98.
Pieteikums
Izopropilspirts ir lielisks šķīdinātājs, tāpēc tam ir plašs pielietojuma klāsts. To galvenokārt izmanto ķīmiskajā rūpniecībā, kā arī naftas pārstrādē, koksnes ķīmijā, mēbeļu, medicīnas, pārtikas, parfimērijas rūpniecībā, poligrāfijā un mājsaimniecībā. Pieteikšanās norādījumi:
- šķīdinātājs,
- konservants,
- dehidrators,
- ekstraktantu piemaisījumi,
- stabilizators,
- atledošanas līdzeklis.
Izopropanola izmantošana ķīmiskajā un automobiļu rūpniecībā
Ķīmiskās rūpniecības lietojumi ir šādi:
- izejviela acetona ražošanai,
- plastmasas ražošana - zema blīvuma polietilēns un polipropilēns,
- izopropilacetāta sintēze,
- insekticīdu ražošana,
- šķīdinātājs etilcelulozes, celulozes acetāta, nitrocelulozes ražošanā krāsās un lakāsnozare,
- droša nitrocelulozes transportēšana (tai pievienots 30% izopropanola),
- ekstraktants smalkās ķīmiskās tehnoloģijas tehnoloģijā.
- rafinēšanas pielietojums:
- Urīnvielas šķīdinātājs, ko izmanto dīzeļdegvielas atvaskošanai
- piedeva eļļām, kas uzlabo to pretkorozijas īpašības un pazemina sastingšanas temperatūru,
- ūdens “izņemšana” no benzīna tvertnēm.
Ūdens nokļūst degvielas cauruļvados un tvertņu fermās, kondensējoties no mitra gaisa. Zemā temperatūrā tas sasalst un var izveidot ledus aizbāzni. Pievienojot absolūto izopropanolu, ūdens tajā izšķīst un nesasalst.
Automobiļu rūpniecībā:
- ūdens “izņemšana” no gāzes tvertnēm, to izšķīdinot,
- kā degvielas sastāvdaļa, lai palielinātu oktānskaitli un samazinātu toksiskās emisijas,
- vējstikla atkausēšana,
- antifrīzs radiatoriem,
- bremžu šķidruma noņemšana no hidrauliskajām bremžu sistēmām.
Izopropanola izmantošana citās saimnieciskās darbībās
Mēbeļu un koksnes ķīmiskās pielietojums:
- sveķu ekstrakcija no koksnes, kas sajaukta ar citiem šķīdinātājiem,
- veco laku noņemšana, franču pulēšanas šķīdinātājs, līmes, eļļas,
- saistviela pulēšanas un tīrīšanas līdzekļos.
Poligrāfijas nozarē izopropanolu izmanto, lai mitrinātu drukas darbusprocesi. Elektronikā - kā šķīdinātājs kontaktu savienotāju, magnētisko lentu, disku galviņu, lāzerlēcu tīrīšanai, termopastas noņemšanai, klaviatūru, LCD monitoru, stikla ekrānu tīrīšanai. Neizmantojiet to tikai vinila tīrīšanai, jo izopropanols ar to reaģē.
Pielietojums medicīnas nozarē un medicīnā:
- iekļauts antiseptiskajos šķīdumos, kas impregnē salvešu šķidrumus,
- dezinfekcijas līdzeklis injekcijas vietas noslaucīšanai,
- 75% ūdens šķīdums, ko izmanto kā roku dezinfekcijas līdzekli
- dezinfekcijas tamponi,
- žāvētājs vidusauss iekaisuma profilaksei,
- konservants ģenētiskā materiāla saglabāšanai un analīzei (mazāk toksisks nekā formaldehīds).
Izopropanolam ir priekšrocības salīdzinājumā ar etanolu: izteiktāka antiseptiska iedarbība un zema cena. Tātad tur, kur agrāk tika izmantots etanols, tagad tiek izmantots izopropanols.
Komētikas un parfimērijas rūpniecībā izopropanolu izmanto ražošanā:
- kosmētika,
- personīgās kopšanas līdzekļi,
- smaržas, odekolons, laka.
Pārtikas rūpniecībā izopropanolu izmanto kā dzesēšanas šķidrumu saldētu pārtikas produktu ražošanā.
Saimniecībā:
- dažādu virsmu tīrīšanai, izņemot gumiju un vinilu,
- traipu noņemšanai no audumiem, koka,
- , lai noņemtu līmi no uzlīmēm (uz papīra izopropanola navderīgs).
Toksicitāte
Izopropanolu medicīnā izmanto kā vietēju antiseptisku līdzekli. Lietojot lokāli, tas ātri iztvaiko un tam nav negatīvas ietekmes.
Kairina elpceļus, ja tiek ieelpoti tvaiki, var izraisīt galvassāpes. Augsta izopropanola koncentrācija gaisā kavē centrālās nervu sistēmas darbību, izraisot samaņas zudumu. Tāpēc strādājiet ar izopropanolu tikai labi vēdināmā vietā.
Izopropanolu neizmanto iekšēji, jo tas ir toksisks. Nokļūstot aknās, tas pārvēršas par indīgu vielu – acetonu, kas ietekmē aknas, nieres un smadzenes. 200 ml izopropanola ir nāvējoša deva.
