Glicerin: strukturna formula, svojstva i primjena

Ovo je najjednostavniji triatomski alkohol. Kemijska formula glicerola je C3H5 (OH) ₃ . To je bistra viskozna tekućina. Bez mirisa, slatkog okusa. Nije otrovna, stoga se naširoko koristi u svakodnevnom životu, prehrambenoj industriji, kozmetici i medicini. Strukturna formula glicerola prikazana je na slici. Ali kako je minirano?

Načini dobivanja glicerina

Gotovo svi industrijski glicerol se dobiva iz masti. S kemijske točke gledišta, oni su esteri glicerola. Tijekom saponifikacije ovih masti (sapun) glicerin se formira kao nusprodukt. Tada je vrlo lako izdvojiti se iz reakcijske smjese.

Glicerin je moguće sintetizirati na druge načine. Na primjer, iz acetona. U tom slučaju, reducira se s vodikom da se dobije izopropilni alkohol. U sljedećem stupnju, molekula vode se cijepa dehidracijom kako bi se proizveo propilen, koji je zatim kloriran. Dobiveni dikloropropan se još jednom klorira da se dobije trikloropropan. Posljednja faza proizvodnje glicerola je hidratacija pri zagrijavanju. U ovoj fazi sve tri molekule klora zamijenjene su hidroksilnim skupinama. Na sličan način sada u industriji dobivaju se sintetičke tvari. Samo kao sirovina koristi se propilen, koji se oslobađa iz bočnih plinova tijekom destilacije ulja.

Ali od propilena da bi se dobio glicerin može biti drugi način. Zbog toga se propilen oksidira u akrolein. Oksidacija se provodi s kisikom u zraku u prisutnosti katalizatora (bakar) i povišene temperature. Zatim se doda vodikov peroksid, čime se dobije dihidrični aldehid alkohol. Osmijev oksid (VIII) se koristi kao katalizator za ovu reakciju. Aldehidna skupina u dobivenom spoju je hidrogenirana, pretvarajući je u treću hidroksilnu skupinu. Tako se ispostavilo da je glicerin.

Druga verzija sinteze u jednom trenutku predložila je EE Wagner. Oksidiranjem alilnog alkohola kalijevim permanganatom u alkalnom mediju može se dobiti glicerol u jednoj fazi.

Fizička svojstva

Glicerin je bezbojna tekućina bez mirisa slatkastog okusa. To je higroskopno, to jest, teži upijanju vode. Na temperaturi od 20 ° C topi se, a na temperaturi od 290 ° C dolazi do kljucanja s djelomicnom razgradnjom. Miješa se s vodom i alkoholima u bilo kojem omjeru. To je zbog kemijske formule. Hidroksilne skupine omogućuju glicerolu stvaranje mnogih vodikovih veza s molekulama vode. Time se osigurava otapanje.

Otopimo glicerin također u acetonu i nekim drugim organskim tvarima. Netopljiv u benzenu i eterima. On može biti takav za mnoge organske i anorganske spojeve. Njegova gustoća u tekućem stanju je 1,26 g / cm3. Također je vrijedno spomenuti da je glicerin vrlo viskozna tekućina. Imovina je 1474 puta veća od vode.

Kemijska svojstva

Dolazi iz strukturna formula Glicerin sadrži tri hidroksilne skupine. Stoga će za njega biti karakteristične kemijske reakcije monohidričnih alkohola. Štoviše, kisela svojstva glicerola mnogo su jača od onih drugih monohidratnih alkohola. Dakle, ona može komunicirati s metalima, njihovim oksidima ili lužinama. Jednadžbe kemijskih reakcija glicerola prikazane su u nastavku.

Također može ući u reakcije dehidracije, formirajući različite proizvode. Dobijte akrolein.

Odvojeno, treba reći za supstituciju hidroksilne skupine za halogen. To se može dogoditi kada glicerin reagira s vodikovim halidom. Kao što se može vidjeti iz strukturne formule glicerina, kao rezultat reakcije, mogu se formirati mono-, di- i tri-derivati. Potpunija zamjena može se postići ako se interakcija provodi s fosfornim halidima.

Ali glicerin ima specifična svojstva koja su jedinstvena za polihidrične alkohole. Primjerice, ona interagira s bakrenim (II) hidroksidom i tvori složeni spoj plave boje - bakarnog glicerata. Ova reakcija je kvalitativna za sve polihidrične alkohole.

Znakovi za njega i reakcija esterifikacije. To je reakcija interakcije s kiselinama, što rezultira esterom. Štoviše, glicerin se esterificira s organskim i mineralnim kiselinama. Na primjer, nitrat. Ova reakcija se također naziva nitriranje. Kao rezultat toga, ispada vrlo koristan, ali iznimno eksplozivan proizvod - nitroglicerin. Opet, iz strukturne formule glicerola, može se vidjeti da se sve hidroksilne skupine ne mogu erificirati. Sve ovisi o uvjetima reakcije.

Kod interakcije s vodikom pod visokim tlakom i u prisutnosti katalizatora, reducira se jedna od hidroksilnih skupina. Kao rezultat reakcije dobije se dihidrični alkohol - propilen glikol.

Glicerin također može ući u reakcije polikondenzacije, formirajući smjesu poliglicerola. Za to se jako dugo zagrijava na gotovo 300 ° C u slabo alkalnom okruženju. Pregledana je kemijska formula glicerina.

oksidacija

Glicerin ima mnogo mogućnosti oksidacije. Konačni proizvod ovisi o prirodi oksidirajućeg sredstva, katalizatora i drugih reakcijskih uvjeta. Prema tome, glicerin može biti oksidiran jakim oksidirajućim sredstvima, na primjer, kalijev dikromat u kiselom mediju. Kao rezultat ove reakcije, sav glicerin se razlaže na ugljični dioksid i vodu.

Oksidacija se može pojaviti više nježno. Na primjer, reakcijom s vodikovim peroksidom dobiva se aldehid ili keton. Kao katalizator koriste se željezne (II) soli.

Oksidacija se može provesti da se dobije glicerinska kiselina. U ovom slučaju, interakcija se provodi s koncentriranom dušična kiselina. Jedna od hidroksilnih skupina se jednostavno oksidira u karboksilnu skupinu. Više egzotičnih kiselina se također dobiva iz glicerina. Pri interakciji s otopinom kalijevog permanganata nastaju tartronske i mezoksalne kiseline. A kada se oksidira s kisikom zraka zagrijavanjem u prisutnosti barijevog hidroksida, dobiva se smjesa oksalne i mravlje kiseline. Glicerin jodne kiseline može se oksidirati u mravlji i formaldehid.

Industrijske primjene

Zbog svog sastava i svojstava, glicerin se koristi u industriji.

1. U tekstilnoj industriji koristi se za izradu mekih i elastičnih tkanina, kao i za sintezu boja i sintetičkih vlakana.
2. Koristi se u proizvodnji određenih vrsta papira.
3. U kožarskoj industriji njezina se rješenja koriste za štavljenje i tov kože.
4. U poljoprivredi, sjemenke se tretiraju glicerinom kako bi se osigurala stabilnija klijavost.
5. U industriji boja glicerin se koristi za sintezu spojeva i lakova za poliranje.
6. U proizvodnji materijala za pakiranje, kao što je celofan, koristi se kao plastifikator.
7. Polimeri na bazi glicerina koriste se za pakiranje. Papir impregniran glicerinom ima svojstva vatrootpornosti.

Primjena u prehrambenoj industriji

Glicerin je dodatak prehrani E422. Koristi se kao stabilizator za očuvanje i povećanje viskoznosti proizvoda. Koristi se u proizvodnji pekarskih i konditorskih proizvoda (osobito čokolade) kao sredstvo za zgušnjavanje i održavanje vlage. Pomaže u dodavanju obujma gotovim proizvodima. Zahvaljujući tom dodatku, kruh može duže ostati svjež.

Ekstrakti na bazi glicerina često se dodaju u napitke. Oni vam omogućuju da učinite njihov okus manje oštrim. Također se koristi u proizvodnji alkohola. Dodajte i duhan za reguliranje vlage, uklonite iritantan okus.

Medicinske primjene

Glicerin je dio nekih lijekova koji se koriste u liječenju kožnih bolesti. Ima antiseptička svojstva, sprječava infekciju rana. Također pomaže u smanjenju intrakranijalnog i intraokularnog tlaka, pa se koristi u liječenju cerebralnog edema.

Zbog činjenice da je glicerin dobro otapalo, aktivno se koristi u farmakološkoj industriji. S ovom tvari se može postići vrlo visoka koncentracija aktivnog sastojka. On također može dati željenu konzistenciju lijekova. Često se dodaje mastima i kremama, jer sprječava isparavanje vlage i sušenje.

Primjena u kozmetologiji

Glicerin je dio mnogih kozmetičkih proizvoda: sapuni, šamponi, kreme, hidratantne maske. Kada dođe u dodir s kožom u malim količinama, zadržava vlagu u gornjim slojevima kože. Međutim, neki tvrde da česta uporaba proizvoda s bazom glicerina lišava kožu prirodne vlage i samo pogoršava suhoću. Također, glicerin se često koristi kao dodatak u sapunu. Tako se njegova sposobnost pranja povećava.

Utjecaj na ljudsko tijelo

Glicerin se dobro apsorbira u tijelu, jer ga probavni sustav lako pretvara u mast. Zbog toga se ne smatra toksičnim. Dnevna potrošnja ove tvari nije ograničena. Ali ne zaboravite da je glicerin higroskopan, tako da dovodi do velikog oslobađanja volova u tijelu, to jest, postoji rizik od dehidracije. Zbog toga je njegova uporaba u prehrambenim proizvodima strogo regulirana. Kada dođe u kontakt s kožom, ima i učinak sušenja. Još uvijek postoje rasprave o potrebi uporabe tvari u kozmetici.

Dakle, u članku se ispituje sastav i svojstva glicerina, njegova primjena.