Современная промышленность постоянно нуждается во всевозможных химических веществах. К одним из самых распространенных среди подобных соединений относится ацетон. Это бесцветная прозрачная жидкость со специфическим запахом, которая может поставляться в бутылях различного объема, бочках и железнодорожных цистернах. Широкое применение ацетона во многих областях промышленности объясняется его уникальными свойствами, в частности превосходной способностью растворять органические вещества.
Основные отрасли промышленности, в которых используется ацетон
Данное вещество активно используется в следующих отраслях промышленности:
- лакокрасочная;
- пищевая;
- парфюмерная
- текстильная;
- фармацевтическая.
В лакокрасочной промышленности технический ацетон используется для производства нитроэмалей и нитролаков, которые представляют собой растворы нитратов целлюлозы в растворителях органического происхождения. Лак из нитроцеллюлозы быстро высыхает, благодаря испарению ацетона, входящего в его состав. За счет этого образуются твердые и эластичные пленки, которые затем полируют. Приготовленные таким способом лаки находят свое применение в авиа- и автомобилестроении, в производстве обуви. Кроме того, в лакокрасочной отрасли данное вещество используется как превосходный обезжириватель.
В пищепроме ацетон используют при экстракции продуктов, витаминов и жиров. По сравнению с другими растворителями он обладает малой токсичностью, поэтому в небольших количествах его применяют при производстве пищевых добавок, улучшающих свойства продуктов (например, муки).
В парфюмерной промышленности летучее вещество участвует в процессе синтеза иононов — это ароматические химические соединения, которые необходимы для создания духов, туалетной воды и подобной продукции.
При производстве текстиля ацетон необходим на этапе подготовительной обработки нитроцеллюлозного сырья. В дальнейшем из нитроцеллюлозы изготавливают вискозное волокно. С помощью данного соединения также обеззараживают шерсть и меха, чтобы в дальнейшем создать из них искусственную кожу. Включают его и в состав ингредиентов при печатании и окраске тканей — для этого летучее вещество соединяют с солями сернистой и гидросернистой кислоты.
Малая токсичность ацетона обеспечивает его популярность в фармацевтике. Это вещество входит в качестве одного из компонентов в состав лекарств (анальгетиков). С его помощью из лекарственного растительного сырья извлекают определенные элементы, необходимые для приготовления препаратов. А изготовленные с использованием этого летучего соединения лекарственные пленки выступают отличной альтернативой медицинских повязкам и наклейкам, необходимым для защиты операционных ран и швов.
Применение в прочих областях промышленности
Кроме перечисленных отраслей ацетон используется при производстве многих других веществ и материалов. Например, без него не обходится процесс изготовления бездымного пороха. Тысячи тонн ацетона каждый год закупаются предприятиями, производящими стеклопластик, резину, сигареты, бытовые и косметические товары. В небольших количествах это вещество применяется в электронике, в частности, его включают в состав покрытий и чернил.
Также данное соединение используют в промышленности для хранения ацетилена. Дело в том, что ацетилен невозможно хранить в чистом виде из-за высокой взрывоопасности. Для безопасного хранения его нужно поместить в специальную емкость с материалом, пропитанным ацетоном.
Таким образом, ацетон выступает универсальным веществом, которое активно используется в различных отраслях промышленности.
Что представляет собой ацетон? Состав данного органического соединения следующий: три атома углерода, шесть атомов водорода, один атом кислорода. Проанализируем основные физические и химические свойства данного соединения, способы получения, а также рассмотрим основные области его применения.
Краткая справка
Ацетон, состав и свойства которого рассмотрим подробнее, является органическим веществом, простейшим представителем насыщенных карбонильных соединений - кетонов. В переводе с латинского языка, он означает - уксус. Раньше ацетон, состав которого еще не был изучен, синтезировали из ацетатов, а готовый кетон являлся сырьем для получения ледяной уксусной кислоты.
Только в середине девятнадцатого века немецким химиком Леопольдом Гмелиным в научный лексикон был введен термин «ацетон».
История открытия
Ацетон, состав которого был изучен только в девятнадцатом веке Жано-Батистом Дюма и Юстусом фон Либихом, впервые удалось открыть Андреасу Либавиусу в конце 16 века. Вещество удалось синтезировать в процессе сухой перегонки соли - ацетата свинца.
До начала двадцатого века этот представитель кетонов получили путем коксования древесины.
Во время первой мировой войны ацетон, состав которого в настоящее время известен даже школьникам, стали производить иными способами.
Физические свойства
Ацетон является бесцветной подвижной летучей жидкостью, обладающей резким запахом. Данное органическое соединение неограниченно смешивается с водой, бензолом, диэтиловым эфиром, метанолом, сложными эфирами. В быту практически все используют растворитель - ацетон, состав которого рассматривается в рамках курса органической химии.
Химические свойства
Одним из самых реакционноспособных кетонов является ацетон. Формула и свойства этого органического соединения рассматриваются в рамках карбонильных соединений. В щелочной среде он взаимодействует в альдольную самоконденсацию, продуктом реакции является диацетоновый спирт.
Под воздействием цинка данный кетон восстанавливается до пинакона. В рамках пиролиза получают кетен. Как любое органическое соединения, ацетон сгорает в атмосфере кислорода с образованием углекислого газа и водяного пара. Процесс является экзотермическим, сопровождается выделением значительного количества теплоты.
Качественной реакцией на данное соединения является взаимодействие в щелочной среде с При наличии ацетона появляется интенсивный красный цвет, который по мере добавления в раствор уксусной кислоты становится красно-фиолетовым.
Химический состав ацетона (наличие двойной связи между атомом кислорода и углерода) объясняет отсутствие у данного органического соединения способности вступать в реакции окисления с аммиачным раствором оксида серебра и свежеприготовленным гидроксидом меди (2).
Получение диметилкетона
В настоящее время в мире производят около 6,9 миллионов тонн ацетона в год. Аналитик отмечают стабильный рост у потребителей спроса на этот кетон, в результате чего химики разрабатывают новые варианты его экономичного синтеза. В промышленных масштабах диметилкетон получают из пропена прямым либо косвенным путем. При кумольном способе ацетон является подобным продуктом синтеза из бензола фенола. Выделяют три стадии данного производства. Сначала пропеном бензол алкилируется, продуктом взаимодействия является кумол. На второй и третьей стадиях он окисляется атмосферном кислородом до гидропероксида. В кислой среде это соединение разлагается на ацетон и фенол.
Вторая промышленная технология получения ацетона основывается на каталитическом окислении в паровой фазе изопропанола. При прямом окислении в жидкой фазе пропена в присутствии катализатора (хлорида палладия) также можно получать ацетон.
Среди методов, которые не подходят для промышленных объемов из-за несущественного выхода продукта, отметим и брожение крахмала под воздействием бактерий.
Области применения
Ацетон часто применяют в производстве в виде растворителя. Данное вещество отлично обезжиривает поверхности, растворяет хлоркаучук, эпоксидные смолы, полистирол, разные органические вещества. Именно данный кетон применяют для растворения нитратов и целлюлозы.
В фармацевтической промышленности соединение применяется в качестве главного сырья для синтеза метилметакрилата, окиси мезитила, ацетонциангидрина, уксусного ангидрида, диацетонового спирта.
Это органическое кислородсодержащее соединение является отличным средством для удаления с поверхности остатков жира. В чистом виде ацетон применяют для растворения разных лаков и грунтовок. В настоящее время данный представитель класса кетонов применяется не только в качестве отличного органического растворителя, но и как исходное вещество для промышленного синтеза полиуретанов, эпоксидных смол, поликарбонатов, взрывчатых соединений. Также он необходим для хранения ацетилена, так как этот алкин имеет повышенную взрывоопасность, его нельзя оставлять в чистом виде. Ацетилен размещают в специальных емкостях, которые содержат пористый материал, пропитанный диметилкетоном.
Среди интересных фактов, касающихся использования ацетона, отметим приготовлением с его участием охлаждающих бань в смеси с жидким аммиаком и «сухим льдом».
В научно-исследовательских лабораториях диметилкетон, являющийся первым представителем класса, необходим для мытья грязной химической посуды. Причина такого оригинального применения ацетона заключается в его незначительной токсичности, отличной летучести, прекрасной растворимости в воде. С помощью ацетона можно достаточно быстро высушить посуду и просушивать неорганические малоактивные соединения, не вступающие с ним в химическое взаимодействие.
Чтобы провести очистку данного кетона в лабораторных условиях, его перегоняют с небольшим количеством перманганата калия.
Обнаружить присутствие ацетона в смеси органических соединений можно с помощью взаимодействия с растворами фурфурола, нитропруссида натрия, йода.
Бывают не только жидкие, но также твердые и газообразные. Они могут проявлять свои растворяющие свойства на предметах аналогичных состояний. Зависит это от объема расхода растворителя и от заданной температуры. Важно упомянуть, что растворитель практически идентичен по своей молекулярной формуле растворяемому веществу. То есть для каждого конкретного растворяемого вещества служит своя группа растворителей.
Ацетон
Ацетон представляет собой бесцветную летучую легковоспламеняемую жидкость со специфическим запахом. Температура ее кипения – 56,1°С, плавления – 95°С. Технический ацетон получается в процессе синтеза фенола, способом ацетонобутилового брожения или в ряде производств как побочный продукт. Данная жидкость хорошо смешивается с водой и органическими растворителями, такими как эфир, этанол, метанол. Ацетон находит широкое применение как растворитель органических веществ, таких как нитроцеллюлоза, ацетилцеллюлоза, резина, воск, жиры и т.д., а также и некоторых солей: иодида калия, хлорида кальция.
Применение ацетона
Области применения достаточно широки. В лакокрасочной промышленности он используется в качестве растворителя нитроэмалей, нитролаков. Применяется в производстве искусственного шелка, органического небьющегося стекла, целлулоида, бездымного пороха, кинопленок и т.д.Так как ацетон хорошо растворяет ацетилен, он широко используется при наполнении стальных ацетиленовых баллонов, а также очищает от монтажной пены инструменты и поверхности.
Ацетон служит сырьем при производстве многих химических продуктов: индиго, синтетического каучука, ионона, то есть духов. В соединении с солями сернистой и гидросернистой кислот он применяется для окрашивания и печатания тканей. Используется ацетон и в производстве искусственной кожи, для обеззараживания меха и шерсти.
Благодаря сравнительно малой токсичности, продукт широко применяется в фармацевтике, а именно для экстрагирования некоторых видов лекарств и препаратов, то есть когда определенные вещества извлекают из раствора химическим путем. Так же он употребляется в пищевой промышленности, также для процедуры экстрагирования пищевых продуктов, жиров, витаминов.
Ацетон является веществом 4-го класса опасности по степени воздействия на организм. Его пары тяжелее воздуха, поэтому помещения, где его применяют, должны хорошо проветриваться, иначе возникает опасность отравления.
Меры предосторожности
При работе с ацетоном важно:- не допускать попадания на слизистую оболочку глаза;
- руки защищать с помощью резиновых перчаток;
- работать в помещениях с хорошей вентиляцией.
Хранят вдали от источников тепла в герметично закрытых тарах, не допуская попадания прямых солнечных лучей. При тушении горящего ацетона используют только огнетушители порошкового типа.
Сложно найти человека, которому ни разу в жизни не приходилось иметь дело с ацетоном - покупать его, использовать для тех или иных нужд, хранить, изучать и так далее. На текущий момент продающийся по достаточно доступным ценам ацетон является одним из самых востребованных и важных химических веществ - важных для самых разнообразных отраслей промышленности.
Каковы же физические свойства технического ацетона? Он представляет собой абсолютно бесцветную и абсолютно прозрачную жидкость с легко узнаваемым запахом. Эта жидкость крайне восприимчива к огню и очень легко растворяет целый ряд органических веществ и солей. Также вы можете купить ацетон и смешивать его в разных пропорциях с водой, эфирами и спиртами.
Что можно растворить ацетоном?
Несмотря на то, что цены на ацетон продолжают оставаться весьма и весьма низкими, он показывает себя крайне эффективным растворителем. При помощи ацетона можно надёжно растворить следующие вещества:
- Природные смолы
- Эпоксидные смолы
- Диацетат целлюлозы
- Масла
- Полистирол
- Сополимеры винилхлорида
- Хлоркаучук
- Полиакрилаты
Другие полезные свойства ацетона
Помимо этого, наши клиенты покупают ацетон для обезжиривания поверхностей, для синтеза и производства разного рода органических веществ, например:
- Ацитоцианидрин
- Уксусный ангидрид
- Растворители многих видов
Но и это ещё не всё. Посредством ацетона можно обеззараживать практически любые поверхности (в том числе натуральные мех и шерсть). Без труда купив ацетон в магазине (в том числе и у нас), вы сможете применять его для изготовления небьющегося стекла, киноплёнки, синтетического каучука или искусственного шёлка. Ацетон помогает в процедуре окрашивания тканей и печатном деле.
Хранение ацетона и техника безопасности
Наиболее выгодно будет покупать ацетон большими партиями - ведь срок его хранения практически неограничен. Его держат в герметичных цистернах, в различных металлических (алюминий, сталь) ёмкостях, во вместительных стеклянных бутылях. Для бытовых нужд ацетон можно купить в маленьких стеклянных бутылках. Крайне важно соблюдать все требования безопасности как при хранении ацетона, так и при его применении.
Простейший представитель кетонов. Бесцветная легкоподвижная летучая жидкость с резким характерным запахом. Он полностью смешивается с водой и большинством органических растворителей. Ацетон хорошо растворяет многие органические вещества (ацетилцеллюлозу и нитроцеллюлозу, жиры, воск, резину и др.), а также ряд солей (хлорид кальция, иодид калия). Является одним из метаболитов, производимых человеческим организмом.
Применение ацетона :
При синтезе поликарбонатов, полиуретанов и эпоксидных смол;
В производстве лаков;
В производстве взрывчатых веществ;
В производстве лекарственных препаратов;
В составе клея для киноплёнок как растворитель ацетата целлюлозы;
Компонент для очистки поверхностей в различных производственных процессах;
Широко используется для хранения ацетилена, который не может храниться под давлением в чистом виде из-за опасности взрыва (для этого используют ёмкости с пористым материалом, пропитанные ацетоном. 1 литр ацетона растворяет до 250 литров ацетилена).
Опасность для человека:
Опасность при разовом воздействии высоких концентраций ацетона.Пар раздражает глаза и дыхательные пути. Вещество может оказывать действие на центральную нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт. Вещество может всасываться в организм при вдыхании и через кожу. Длительный контакт с кожей может вызвать дерматит. Вещество может оказывать действие на кровь и костный мозг. Из за высокой токсичности в Европе вместо ацетона, чаще применяют метилэтилкетон.
Пожарная опасность:
Сильно огнеопасно. Ацетон относят к класу 3,1 ЛВЖ с температурой вспышки менее +23 град.С. Не допускать открытого огня, искр и курения. Смесь паров ацетона с воздухом взрывоопасна. Опасное загрязнение воздуха будет достигаться довольно быстро при испарении этого вещества при 20°C. При распылении - еще быстрее. Пар тяжелее воздуха и может стелиться по земле. Вещество может образовать взрывоопасные перекиси при контакте с сильными окислителями, такими как уксусная кислота, азотная кислота, перекись водорода. Реагирует с хлороформом и бромоформом при обычных условиях с опасностью пожара и взрыва. Ацетон агрессивен в отношении некоторых видов пластика.
