Isopropylalkohol (2-propanol, isopropanol, i-propanol, isopropylalkohol) je chemická sloučenina, která se rozšířila díky své rozpouštěcí schopnosti, dezinfekčním a konzervačním vlastnostem. Tento alkohol se používá v mnoha typech průmyslu, stejně jako u motoristů a lékařů.
Isopropylalkohol – co to je?
Isopropylalkohol je sekundární jednosytný alkohol. Chemický vzorec isopropanolu je CH3 – CH (OH) – CH3. Isopropanol lze považovat za derivát nasyceného uhlovodíkového propanu CH3 – CH2 – CH3, v jehož molekule je jeden atom vodíku nahrazen alkoholově - hydroxylovou skupinou (-OH). Protože hydroxylová skupina v molekule je jedna, nazývá se alkohol jednosytný. Jak lze vidět z chemického vzorce isopropylalkoholu, uhlík spojený s hydroxylovou skupinou je připojen kdvě skupiny CH3. Proto se alkohol nazývá sekundární.
Strukturní vzorec isopropylalkoholu, stejně jako vzorce některých dalších jednosytných alkoholů, jsou uvedeny na obrázku.
Fyzikální vlastnosti
Mnoho vlastností isopropanolu, například bod varu, je způsobeno přítomností alkoholové skupiny (-OH). Tato skupina má vysokou polaritu. Výsledkem je, že skupina –OH jedné molekuly isopropanolu vytvoří vazbu se skupinou –OH jiné molekuly isopropanolu. Molekuly jsou tedy spojeny, to znamená, že jsou navzájem spojeny. Taková vazba se nazývá vodíková vazba. Je slabá, ale v přírodě má velký význam.
Vzhledem k vodíkovým vazbám je voda H2O za normálních podmínek kapalina, nikoli plyn, jako například látka podobná struktuře H 2 S sirovodík. Právě přítomnost vodíkových vazeb vede k tomu, že pevná fáze vody – led – má v přírodě nižší hustotu než fáze kapalná, v důsledku čehož led neklesá.
Tvorba vodíkových vazeb vysvětluje vysoký bod varu isopropylalkoholu a dalších alkoholů s nízkou molekulovou hmotností ve srovnání se sloučeninami podobné struktury. Například bod varu propanu je -42 ° C, to znamená, že propan při jakékoli teplotě nad -42 ° C je v plynném stavu. Bod varu isopropylalkoholu je mnohem vyšší při 82,4 °C. To znamená, že isopropanol je při běžné teplotě v kapalné formě.stav.
Pokud porovnáme bod varu isopropylalkoholu a metylalkoholu, pak první z nich má o něco vyšší teplotu: 82 stupňů oproti 65. To znamená, že za normálních podmínek se isopropylalkohol vypařuje méně než metylalkohol.
Bod tání a bod varu isopropylalkoholu a některých dalších sloučenin jsou uvedeny v tabulce.
| Látka | bod varu, oC | Bod tání, oC |
| Methanol | 65 | -98 |
| Ethanol | 78 | -117 |
| Propanol | 97 | -127 |
| Isopropanol | 82 | -88 |
| Propan | -42 | -190 |
Vytvoření vodíkových vazeb mezi alkoholovými skupinami isopropanolu a molekulami vody určuje rozpustnost tohoto alkoholu ve vodě. Rozpustnost závisí na počtu atomů uhlíku v řetězci, čím méně jich je, tím lépe se alkohol rozpouští. Mezi alkoholy má proto nejvyšší rozpustnost ve vodě methanol, který lze s vodou mísit v libovolném poměru. Ethanol se ve vodě rozpouští o něco hůř než methanol a isopropanol je horší než ethanol.
Hlavní vlastnosti isopropylalkoholu
Rozpustný v acetonu, rozpustný v benzenu, mísitelný s vodou, etherem, ethanolem.
Hustota 0,7851 g/cm3 (20°C).
Spodní mez výbušnosti – 2,5 % (objemově).
Bod tání -89,5°C.
Teplotavroucí +82, 4°С.
Závislost bodu varu isopropylalkoholu na tlaku je uvedena v tabulce.
| Tlak par, mmHg | bod varu, oC |
| 1 | -26, 1 |
| 10 | 2, 4 |
| 40 | 23, 8 |
| 100 | 39, 5 |
| 400 | 67, 8 |
| 1020, 7 | 90 |
Chemické vlastnosti
Isopropylalkohol je bezbarvá kapalina. Má charakteristický zápach, ne jako zápach ethylalkoholu. Nevede elektřinu.
Vstupuje do četných chemických reakcí, čehož se využívá pro průmyslové syntézy. Většina vyrobeného isopropylalkoholu jde do výroby acetonu. K získání acetonu musí být isopropanol oxidován silným oxidačním činidlem - směsí K2Cr2O7+ H 2SO4 nebo KMnO4 + H2 SO 4.
Přijmout
V Rusku se v roce 2017 vyrobilo asi 40 tisíc tun isopropylalkoholu, téměř o 20 % méně než v roce 2016. Objem výroby je poměrně malý – za stejné období bylo vyrobeno téměř 4 miliony tun metanolu.
Isopropylalkohol vyrábí v Rusku dva podniky: Synthetic Alcohol Plant CJSC ve městě Orsk, Orenburg Region, a Sintez Acetone LLC ve městě Dzerzhinsk, Region Nižnij Novgorod.
V Orsku se isopropanol vyrábí metodou hydratace propylenu nebo propan-propylenové frakce kyselinou sírovou získávané z termických nebo katalytických krakovacích plynů. Získají se dva typy isopropanolu, které se liší stupněm čištění: technický (87 %) a absolutní (99,95 %). V Dzeržinsku se isopropanol získává hydrogenací acetonu.
Vedlejším produktem při výrobě isopropylalkoholu hydratací propylenu je diisopropylalkohol, který je zvláště cenný jako látka s vysokým oktanovým číslem 98.
Aplikace
Isopropylalkohol je vynikající rozpouštědlo, takže má širokou škálu aplikací. Používá se především v chemickém průmyslu, dále v rafinaci ropy, dřevochemickém, nábytkářském, lékařském, potravinářském, parfumérském průmyslu, v polygrafii a v domácnosti. Pokyny pro aplikaci:
- rozpouštědlo,
- konzervant,
- dehydratátor,
- extrakční nečistoty,
- stabilizátor,
- de-icer.
Použití isopropanolu v chemickém a automobilovém průmyslu
Aplikace v chemickém průmyslu jsou následující:
- surovina pro výrobu acetonu,
- výroba plastů - nízkohustotní polyethylen a polypropylen,
- syntéza isopropylacetátu,
- výroba insekticidů,
- rozpouštědlo při výrobě ethylcelulózy, acetátu celulózy, nitrocelulózy v barvách a lacíchprůmysl,
- bezpečná přeprava nitrocelulózy (do ní je přidáno 30 % isopropanolu),
- extrakt v jemné chemické technologii.
- aplikace pro rafinerii:
- Rozpouštědlo močoviny používané k odparafínování motorové nafty
- přísada do olejů, která zlepšuje jejich antikorozní vlastnosti a snižuje bod tuhnutí,
- „odstraňování“vody z benzínových nádrží.
Voda vstupuje do palivového potrubí a nádrží kondenzací z vlhkého vzduchu. Při nízkých teplotách zamrzá a může vytvářet ledovou zátku. Při přidání absolutního isopropanolu se v něm voda rozpustí a nezmrzne.
V automobilovém průmyslu:
- „odstraňování“vody z plynových nádrží jejím rozpuštěním,
- jako palivová složka pro zvýšení oktanového čísla a snížení toxických emisí,
- odmrazovač čelního skla,
- nemrznoucí kapalina do radiátorů,
- odstranění brzdové kapaliny z hydraulických brzdových systémů.
Použití isopropanolu v jiných ekonomických činnostech
Chemické aplikace pro nábytek a dřevo:
- extrakce pryskyřic ze dřeva smíchaných s jinými rozpouštědly,
- odstranění starého laku, francouzské leštící rozpouštědlo, lepidla, oleje,
- pojivo v leštidlech a čističích.
V polygrafickém průmyslu se isopropanol používá ke zvlhčení tiskuprocesy. V elektronice - jako rozpouštědlo pro čištění kontaktních konektorů, magnetických pásek, diskových hlav, laserových čoček, pro odstraňování teplovodivé pasty, čištění klávesnic, LCD monitorů, skleněných obrazovek. Nepoužívejte jej pouze k čištění vinylu, protože isopropanol s ním reaguje.
Uplatnění v lékařském průmyslu a lékařství:
- zahrnuto v antiseptických roztocích impregnujících tekuté ubrousky,
- dezinfekční prostředek na otírání místa vpichu,
- 75% vodný roztok používaný jako dezinfekce rukou
- dezinfekční tampony,
- sušička pro prevenci zánětu středního ucha,
- konzervační prostředek pro uchování genetického materiálu a analýzu (méně toxický než formaldehyd).
Isopropanol má oproti etanolu výhody: výraznější antiseptický účinek a nízkou cenu. Takže tam, kde se dříve používal etanol, se nyní používá isopropanol.
V kosmetickém a parfémovém průmyslu se při výrobě používá isopropanol:
- kosmetika,
- produkty osobní péče,
- parfém, kolínská voda, lak.
V potravinářském průmyslu se isopropanol používá jako chladivo při výrobě mražených potravin.
V domácnosti:
- pro čištění různých povrchů kromě pryže a vinylu,
- pro odstraňování skvrn z látek, dřeva,
- k odstranění lepidla z nálepek (na papíře isopropanol neníplatné).
Toxicita
Isopropanol se používá v lékařství jako lokální antiseptikum. Při místním použití se rychle odpařuje a nemá žádný negativní účinek.
Dráždí dýchací cesty při vdechování výparů, může způsobit bolest hlavy. Vysoká koncentrace isopropanolu ve vzduchu inhibuje práci centrálního nervového systému, což vede ke ztrátě vědomí. Proto pracujte s isopropanolem pouze v dobře větraném prostoru.
Isopropanol se nepoužívá vnitřně, protože je toxický. Jakmile se dostane do jater, změní se na jedovatou látku - aceton, která ovlivňuje játra, ledviny a mozek. 200 ml isopropanolu je smrtelná dávka.
