ETHYLEENOXIDE: STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, RISICO'S EN TOEPASSINGEN - CHEMIE - 2025

Het ethyleenoxide is een organische verbinding uit de familie van epoxy's. Bij kamertemperatuur is het gasvormig, kleurloos en, hoewel het bijna reukloos is, heeft het een milde zoete geur, vergelijkbaar met die van ethers.

Het is een zeer veelzijdige chemische bouwsteen, omdat het wordt gebruikt in een breed scala aan industriële toepassingen voor de vervaardiging van andere chemische verbindingen met meerdere toepassingen. Dit komt door de hoge reactiviteit, dat wil zeggen, het gemak van reageren met andere stoffen.

Ruimtelijke structuur van ethyleenoxide. Zwarte ballen: koolstofatomen; witte ballen: waterstofatomen; rode bal: zuurstofatoom. Benjah-bmm27. Bron: Wikimedia Commons.

Een van de belangrijkste toepassingen ervan is als grondstof bij de fabricage van antivriescomponenten voor autoradiatoren. De derivaten ervan worden gebruikt als ingrediënten in industriële of huishoudelijke reinigingsmiddelen, cosmetische producten en shampoos, weekmakers, farmaceutische preparaten of zalven.

Het is een veelgebruikt desinfectiemiddel, bijvoorbeeld bij de sterilisatie van medische en tandheelkundige apparatuur, omdat het in staat is virussen, bacteriën, schimmels en sporen te vernietigen, vooral in droge omstandigheden. Bovendien is het gebruikt om voedingsproducten voor verpakking te ontsmetten, hoewel dit gebruik in twijfel wordt getrokken.

Ondanks zijn bruikbaarheid moet het met de grootste voorzichtigheid worden gehanteerd, aangezien het irritatie van de ogen en de huid kan veroorzaken. Het langdurig inademen van ethyleenoxide kan het zenuwstelsel aantasten. Daarom moeten personen die aan de dampen of oplossingen worden blootgesteld, beschermende kleding en uitrusting dragen.

Structuur

De molecuulformule is C ₂ H ₄ O. Het behoort tot de groep van epoxiden en is de eenvoudigste en belangrijkste hiervan. Het heeft de vorm van een drieledige ring.

Structuur van ethyleenoxide. Bron: Wikimedia Commons

Vanwege de driehoekige ringstructuur is ethyleenoxide zeer reactief, wat te wijten is aan het gemak waarmee de ring opent. Gemiddeld zijn de bindingshoeken 60 °, wat uw bindingen zwak maakt. Het molecuul is minder stabiel dan dat van een lineaire ether en reageert gemakkelijk met andere chemische verbindingen.

Eigendommen

Andere namen

- Oxirano.

- Epoxyethaan.

Fysieke toestand

Bij kamertemperatuur en onder atmosferische druk is het een gas. Beneden 10,6 ºC en onder atmosferische druk is het een vloeistof. Beneden -111 ° C is het een vaste stof.

Molecuulgewicht

44,05 g / mol.

Vlampunt

Minder dan 0ºF (-17,8ºC).

Dichtheid

De dichtheid is minder dan die van water, namelijk 0,882 bij 10 ºC. De dampen zijn op hun beurt zwaarder dan lucht.

Oplosbaarheid

Het is oplosbaar in water, benzeen, aceton, ethanol en ether. Het is mengbaar met tetrachloorkoolstof.

Zelfontbranding temperatuur

428,9 ° C.

Andere eigenschappen

- Als het wordt blootgesteld aan verhitting of vervuiling, kan het exotherm polymeriseren (waarbij een grote hoeveelheid warmte wordt geproduceerd). Als polymerisatie plaatsvindt in een container, kan deze hevig scheuren.

- Kan reageren met oxyderende stoffen.

- Het is extreem giftig, kankerverwekkend en een goede generator van mutaties in bacteriën en zoogdiercellen.

Productie

Op industriële schaal wordt het bereid door ethyleen te oxideren met zuurstof (O ₂ ) uit de lucht. De snelheid van deze reactie neemt toe met de aanwezigheid van zilvermetaal (Ag) en de inwerking van temperatuur. De reactie is hieronder weergegeven:

Ag, 250 ° C

2C ₂ H ₄ + O ₂ -------> 2C ₂ H ₄ O

Ethyleen Ethyleenoxide

Risico's

Voor de gezondheid

- Er is gemeld dat het neurologische aandoeningen veroorzaakt en de dood kan veroorzaken. De laagste concentratie die toxische effecten kan veroorzaken bij inademing is 12.500 ppm / 10 seconden (ppm betekent: deeltjes per miljoen).

- Het is sterk irriterend voor de huid, de ogen en de luchtwegen.

- Blootstelling aan dampen met een hoge concentratie ethyleenoxide kan oogirritatie, ontsteking van het oogmembraan en beschadiging van het hoornvlies veroorzaken.

- De ontwikkeling van cataract is in verband gebracht met blootstelling aan dampen en spatten. Bij geconcentreerde oplossingen treedt ernstig oogletsel op.

- Contact van waterige oplossingen van ethyleenoxide met de huid veroorzaakt irritatie en kan leiden tot ernstige dermatitis met blaren en brandwonden.

- De inademing kan het zenuwstelsel aantasten en onder andere hoofdpijn en misselijkheid veroorzaken.

Brand

- Bij blootstelling aan vuur of hitte bestaat explosiegevaar. Bij verhitting komen gevaarlijke dampen vrij.

- Damp vormt met lucht explosieve mengsels in een groot aantal concentraties.

- Gebruik het apparaat niet met apparatuur die metalen zoals koper, zilver, kwik, magnesium, aluminium of ijzeroxiden bevat, en vermijd middelen zoals ammoniak, oxidatiemiddelen, organische zuren of basen, onder andere. Al deze materialen kunnen polymerisatie en / of explosie versnellen.

Toepassingen

Industriële toepassingen

Het wordt gebruikt als tussenpersoon bij de productie van andere chemicaliën, die op hun beurt worden gebruikt bij de vervaardiging van polyestervezels voor kleding, stoffering, tapijten en kussens.

Ethyleenoxide produceert de ethyleenglycol die wordt gebruikt in antivries voor motorvoertuigen. Ethyleenglycol wordt ook gebruikt bij de vervaardiging van glasvezel en plastic verpakkingsfolies.

Andere chemicaliën die uit ethyleenoxide worden geproduceerd, zijn onder meer niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen die worden gebruikt in wasmiddelen en afwasmiddelen.

Medische toepassingen

Het wordt gebruikt als sterilisatiemiddel voor medische apparatuur, zoals chirurgische instrumenten, naalden en hypodermische injectoren of prothesen.

Het wordt ook gebruikt voor het steriliseren van onder meer hemodialysemachines, laboratoriumapparatuur, tandheelkundige instrumenten, veterinaire instrumenten, thermometers, operatiekleding of eerstehulpapparatuur.

Sterilisatiekamer. Bron: pixabay.com

Hoewel er verschillende methoden beschikbaar zijn voor het steriliseren van medische apparatuur, kan bij sommige toepassingen geen beschikbare behandeling ethyleenoxide vervangen.

Dit is het geval voor de sterilisatie van bepaalde materialen die gevoelig zijn voor warmte en straling, evenals voor sommige instrumenten en apparaten die gesteriliseerd moeten worden op de plaats van gebruik in ziekenhuizen.

Bibliotheken en musea

Op deze plaatsen wordt ethyleenoxide gebruikt om ongedierte zoals schimmels en insecten te bestrijden. Dit gebruik komt echter niet zo vaak voor en wordt gebruikt wanneer andere alternatieven niet effectief zijn.

Landbouw en voedsel

Het is onder meer gebruikt als pesticide, fungicide, ontsmettingsmiddel, herbicide, insecticide, rodenticide. Vermindert aanzienlijk de populatie bacteriën en schimmels in kruiden.

Vanwege veiligheids- en milieuoverwegingen is het gebruik van ethyleenoxide voor voedselontsmetting echter verboden in de Europese Unie en in de Verenigde Staten.

Referenties

1. Amerikaanse National Library of Medicine. (2019). Ethyleenoxide. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Feiten over chemische veiligheid. (2019). Ethyleenoxide. Opgehaald van chemicalafetyfacts.org
3. Morrison, Robert Thornton; en Boyd, Robert Neilson. 1992. Organic Chemistry. Prentice-Hall.
4. Moerman, F. en Mager, K. (2016). Reiniging en desinfectie in faciliteiten voor de verwerking van droge voedingsmiddelen. In Handbook of Hygiene Control in the Food Industry (Second Edition). Opgehaald van sciendirect.com.
5. Eastmond, David A. en Balakrishnan, Sharada. (2010). Genotoxiciteit van pesticiden. In Hayes 'Handbook of Pesticide Toxicology (derde editie). Opgehaald van sciencedirect.com
6. Atungulu, GG en Pan, Z. (2012). Microbiële ontsmetting van noten en kruiden. Bij microbiële decontaminatie in de voedingsindustrie. Opgehaald van sciencedirect.com