Изопропиловый спирт
Содержание
Изопропиловый спирт (изопропанол) – это органическое соединение, относящееся к классу спиртов. В соответствии с особенностями применения он является техническим спиртом. Изопропиловый спирт имеет формулу CH3CH(OH)CH3. Его еще называют медицинский спирт.
Изопропиловый спирт представляет собой прозрачную жидкость с горьковатым вкусом и сильным спиртовым запахом. Огнеопасен. Имеет низкую плотность. Обладает характерными физическими и химическими свойствами.
Физические свойства изопропанола
Вещество в жидком состоянии имеет плотность 0,79 г/см3. Такая плотность ниже, чем у воды, поэтому изопропанол более летучий, чем вода. Он начинает кипеть при 83 градусах Цельсия. При концентрации более 2,5% в определенных условиях может взрываться. Самопроизвольное воспламенение происходит при нагреве до температуры выше 450 градусов Цельсия. Сочетание паров изопропилового спирта с воздухом способно образовывать взрывоопасную взвесь.
Спирт неплохо растворяется в ацетоне, бензоле. При добавлении в смесь воды и изопропанола поваренной соли он выделяется в отдельную фракцию.
Еще одним свойством изопропанола является постепенное увеличение вязкости при охлаждении. При значениях ниже – 70 °С имеет сиропообразную консистенцию.
Наиболее сильная линия поглощения молекул изопропанола приходится на ультрафиолетовую часть спектра (204 нм).
Химические свойства изопропанола
Изопропиловый спирт легко превращается в ацетон. Это происходит при его реакции с такими окислителями, как хромовая кислота либо с использованием нагретой меди. В ходе данной реакции от спирта отщепляется молекула водорода.
Изопропанол является растворителем и может повреждать изделия из пластика и резины. При нагревании с участием серной кислоты из него может образовываться пропилен.
Подобно многим другим спиртам, изопропиловый спирт вступает в реакцию с некоторыми металлами, например, с калием.
Получение изопропилового спирта
Масштабы производства изопропанола составляют миллионы тонн в год. Для промышленного получения изопропилового спирта используют воду и пропилен (реакция гидратации). Выделяют прямую и косвенную гидратацию. Косвенная гидратация активно используется в США. Для нее используется сырье низкого качества.
Прямая гидратация, для которой используется высокоочищенный пропилен, применяется в Европе.
Под косвенной гидратацией понимают такое взаимодействие серной кислоты и пропилена, при котором образуется смесь сложных эфиров. Гидролиз данных соединений с использованием пара приводит к выделению изопропилового спирта. При этом также выделяется диизопропиловый эфир. Он является побочным компонентом и затем также используется для получения изопропилового спирта.
При прямой гидратации происходит реакция воды и пропилена с участием катализаторов. Она протекает в условиях высокого давления. Данная реакция дает более качественный спирт со степенью очистки более 90 процентов. В результате получается спирт изопропиловый абсолютированный.
Для отделения спирта от воды и других продуктов реакции используется метод дистилляции. Первоначально образуется смесь, состоящая из 88 процентов спирта и 12 процентов воды. Такой спирт называют влажным. Для получения чистого продукта используется метод азеотропной дистилляции, для чего применяется циклогексан и другие соединения.
При производстве изопропилового спирта необходимо соблюдение стандартов, регламентируемых в соответствии с ГОСТ 9805 84: спирт изопропиловый, технические условия.
Использование изопропанола
Изопропиловый спирт применяется в различных сферах человеческой деятельности. Среди них такие, как лакокрасочная промышленность, нефтепереработка, переработка древесины, химическая, парфюмерная и мебельная промышленность, автохимия.
При производстве лаков и красок он используется в качестве растворителя. В области нефтепереработки изопропиловый спирт нашел применение в качестве добавки к маслам и как растворитель.
При деревообработке его применяют для извлечения древесной смолы.
В химической и парфюмерной промышленности данное вещество используют как растворитель для эфиров и других веществ.
В сфере автохимии этот спирт нашел применение при производстве антифризов и других, требующихся для работы автомобилей, жидкостей.
Изопропиловый спирт можно обнаружить в составе парфюмерии, косметики, бытовой химии, веществ для дезинфекции. Также его используют в слесарном деле.
Большая часть изопропилового спирта реализуется в процессе производства различных видов продукции. Его часто применяют в фармацевтическом деле, что связано с низкой токсичностью примесей. Некоторая часть изопропилового спирта используется в химии при получении ацетона. Однако чаще его применяют для получения изопропилбензола. Около 5 тонн в год используется в бытовых целях и в косметике.
Еще одним направлением использования изопропанола является включение его в состав бензина в качестве добавки.
Применение изопропанола в качестве растворителя
Изопропиловый спирт легко испаряется и обладает более низкой (в сравнении с другими растворителями) токсичностью. Как растворитель он подходит для многих составов. Все это обусловило активное использование этого спирта в качестве растворяющего и чистящего средства, особенно при очистке изделий от масляных загрязнений. Изопропиловый спирт можно применять для очистки деталей в электронной технике, клавиатуры, ЖК мониторов. Может быть неплохим вариантом в качестве чистящего средства в домашнем хозяйстве. Подойдет он для таких материалов, как ткань и древесина. В то же время его нельзя использовать для очистки винила.
Применение в химической промышленности и медицине
Изопропиловый спирт является сырьем для производства изопропилацетата, который также является растворителем. Реакция изопропанола с алюминием и четыреххлористым титаном приводит к выделению титана.
Изопропанол применяют в медицине в составе тампонов для дезинфекции, которые содержат водный раствор данного соединения. Также его используют в качестве осушающего средства в целях предотвращения появления наружного отита (одного из заболеваний ушей).
Использование изопропанола в автомобилестроении
Изопропанол используют в качестве основного ингредиента в составе топлива в целях растворения водной фракции в составе бензина. Это исключает риск замерзания воды. В продаже можно встретить аэрозольные баллончики, основное назначение которых – борьба с обледенением ветрового стекла. Также его используют для очистки тормозных систем от остатков тормозной жидкости.
Применение в биологии
Изопропиловый спирт используют как консервант для органики и для хранения анализов. Для консервации можно также использовать формальдегид, но он более токсичен.
Изопропанол нередко используют при исследованиях ДНК. Дело в том, что молекула ДНК не растворяется в этом спирте. В ходе исследований изопропиловый спирт добавляется в подготовленную ДНК в целях преципитирования.
Токсикология
Изопропанол негативно воздействует на организм человека. При попадании его на кожу вызывает ее раздражение. При приеме внутрь может наблюдаться понос, головокружение, головная боль, тошнота, рвота, депрессивное состояние и даже кома.
Также могут отмечаться следующие нежелательные явления:
- Желудочно-кишечные расстройства.
- Повышение кровяного давления.
- Гастрит.
- Уменьшение частоты сердечных сокращений.
Наибольшее воздействие это вещество оказывает на нервную систему. Известны также случаи таких серьезных последствий отравления, как некроз скелетной мускулатуры.
Проникновение спирта в организм может произойти вследствие вдыхания, впитывания в кожу, употребления внутрь. Опасной считается доза в 15 грамм этого спирта для взрослого человека.
Отравление посредством употребления внутрь иногда происходит у детей. При этом до летального исхода дело, как правило, не доходит. При приеме небольших количеств этого спирта наблюдается в основном диарея.
Ингаляционное отравление маловероятно, так как это вещество не слишком летучее. Поэтому для накопления молекул в воздухе помещений требуется большая площадь разлива и определенное время. При сжигании наблюдается распад изопропанола на молекулы углекислого газа и молекулы воды. При этом не выделяются нежелательные вещества, нет дыма и сажи.
Основной негативный эффект изопропанола обусловлен тем, что в организме человека он преобразуется в ацетон. Время выведения изопропилового спирта составляет от 3 до 8 часов.
Однако он менее токсичен, чем метиловый спирт. По сравнению с этанолом у него более выражен наркотический эффект. В течение определенного времени происходит опьянение. При высокой концентрации паров изопропилового спирта может наступить потеря сознания.
Изопропиловый спирт не накапливается в теле человека, поэтому хроническое отравление им маловероятно.
В целях исключения риска отравления рекомендуется руководствоваться следующими требованиями:
- хорошо проветривать помещения;
- не держать это вещество в доступном для детей месте;
- не использовать не по назначению.
Купить изопропиловый спирт можно в крупных городах, в том числе в Москве по низкой цене. При этом продажа осуществляется в небольшом количестве. Большой объем этого спирта можно приобрести по заказу в интернет-магазинах.