Izopropylalkohol (2-propanol, izopropanol, i-propanol, izopropylalkohol) je chemická zlúčenina, ktorá sa rozšírila vďaka svojej rozpúšťacej schopnosti, dezinfekčným a konzervačným vlastnostiam. Tento alkohol sa používa v mnohých typoch priemyslu, ako aj u motoristov a lekárov.
Izopropylalkohol – čo to je?
Izopropylalkohol je sekundárny jednosýtny alkohol. Chemický vzorec izopropanolu je CH3 – CH (OH) – CH3. Izopropanol možno považovať za derivát nasýteného uhľovodíkového propánu CH3 – CH2 – CH3, v molekule ktorého je jeden atóm vodíka nahradený alkoholovo - hydroxylovou skupinou (-OH). Keďže hydroxylová skupina v molekule je jedna, alkohol sa nazýva jednosýtny. Ako je možné vidieť z chemického vzorca izopropylalkoholu, uhlík spojený s hydroxylovou skupinou je pripojenýdve skupiny CH3. Preto sa alkohol nazýva sekundárny.
Štruktúrny vzorec izopropylalkoholu, ako aj vzorce niektorých iných jednosýtnych alkoholov, sú znázornené na obrázku.
Fyzikálne vlastnosti
Mnohé vlastnosti izopropanolu, napríklad teplota varu, sú spôsobené prítomnosťou alkoholovej skupiny (-OH). Táto skupina má vysokú polaritu. Výsledkom je, že skupina –OH jednej molekuly izopropanolu tvorí väzbu so skupinou –OH inej molekuly izopropanolu. Molekuly sú teda spojené, to znamená, že sú navzájom spojené. Takáto väzba sa nazýva vodíková väzba. Je slabá, ale v prírode má veľký význam.
Vďaka vodíkovým väzbám je voda H2O za normálnych podmienok kvapalina, nie plyn, ako napríklad látka podobná štruktúre H 2 S sírovodík. Práve prítomnosť vodíkových väzieb vedie k tomu, že tuhá fáza vody – ľad – má v prírode nižšiu hustotu ako kvapalná fáza, v dôsledku čoho ľad neklesá.
Tvorba vodíkových väzieb vysvetľuje vysokú teplotu varu izopropylalkoholu a iných alkoholov s nízkou molekulovou hmotnosťou v porovnaní so zlúčeninami podobnej štruktúry. Napríklad bod varu propánu je -42 ° C, to znamená, že propán pri akejkoľvek teplote nad -42 ° C je v plynnom stave. Teplota varu izopropylalkoholu je oveľa vyššia pri 82,4 °C. To znamená, že izopropanol je pri bežnej teplote v kvapalnej forme.stav.
Ak porovnáme bod varu izopropylalkoholu a metylalkoholu, potom prvý z nich má o niečo vyššiu teplotu: 82 stupňov oproti 65. To znamená, že za normálnych podmienok sa izopropylalkohol vyparuje menej ako metylalkohol.
Bod topenia a bod varu izopropylalkoholu a niektorých ďalších zlúčenín sú uvedené v tabuľke.
| Látka | bod varu, oC | Teplota topenia, oC |
| Metanol | 65 | -98 |
| Etanol | 78 | -117 |
| Propanol | 97 | -127 |
| Izopropanol | 82 | -88 |
| Propán | -42 | -190 |
Tvorba vodíkových väzieb medzi alkoholovými skupinami izopropanolu a molekulami vody určuje rozpustnosť tohto alkoholu vo vode. Rozpustnosť závisí od počtu atómov uhlíka v reťazci, čím je ich menej, tým lepšie sa alkohol rozpúšťa. Preto má spomedzi alkoholov najväčšiu rozpustnosť vo vode metanol, ktorý je možné zmiešať s vodou v akomkoľvek pomere. Etanol sa rozpúšťa vo vode o niečo horšie ako metanol a izopropanol je horší ako etanol.
Hlavné vlastnosti izopropylalkoholu
Rozpustný v acetóne, rozpustný v benzéne, miešateľný s vodou, éterom, etanolom.
Hustota 0,7851 g/cm3 (20°C).
Spodný limit výbušnosti – 2,5 % (objemovo).
Teplota topenia -89,5°C.
Teplotavar +82, 4°С.
Závislosť teploty varu izopropylalkoholu od tlaku je uvedená v tabuľke.
| Tlak pár, mmHg | bod varu, oC |
| 1 | -26, 1 |
| 10 | 2, 4 |
| 40 | 23, 8 |
| 100 | 39, 5 |
| 400 | 67, 8 |
| 1020, 7 | 90 |
Chemické vlastnosti
Izopropylalkohol je bezfarebná kvapalina. Má charakteristický zápach, nie ako vôňa etylalkoholu. Nevedie elektrinu.
Vstupuje do mnohých chemických reakcií, čo sa využíva pri priemyselných syntézach. Väčšina vyrobeného izopropylalkoholu ide na výrobu acetónu. Na získanie acetónu musí byť izopropanol oxidovaný silným oxidačným činidlom - zmesou K2Cr2O7+ H 2SO4 alebo KMnO4 + H2 SO 4.
Prijať
V Rusku sa v roku 2017 vyrobilo asi 40 tisíc ton izopropylalkoholu, čo je takmer o 20 % menej ako v roku 2016. Objem výroby je pomerne malý – za rovnaké obdobie sa vyrobilo takmer 4 milióny ton metanolu.
Izopropylalkohol vyrábajú v Rusku dva podniky: Synthetic Alcohol Plant CJSC v meste Orsk v regióne Orenburg a Sintez Acetone LLC v meste Dzeržinsk v regióne Nižný Novgorod.
V Orsku sa izopropanol vyrába metódou hydratácie propylénu alebo propán-propylénovej frakcie kyselinou sírovou získanej z termálnych alebo katalytických krakovacích plynov. Získajú sa dva typy izopropanolu, ktoré sa líšia stupňom čistenia: technický (87 %) a absolútny (99,95 %). V Dzeržinsku sa izopropanol získava hydrogenáciou acetónu.
Vedľajším produktom pri výrobe izopropylalkoholu hydratáciou propylénu je diizopropylalkohol, ktorý má mimoriadnu hodnotu ako látka s vysokým oktánovým číslom 98.
Aplikácia
Izopropylalkohol je vynikajúce rozpúšťadlo, takže má široké uplatnenie. Používa sa najmä v chemickom priemysle, ako aj v rafinácii ropy, drevochemickom, nábytkárskom, lekárskom, potravinárskom, voňavkárskom priemysle, v polygrafii a v domácnosti. Návod na aplikáciu:
- rozpúšťadlo,
- konzervant,
- dehydratátor,
- extraktné nečistoty,
- stabilizátor,
- de-icer.
Používanie izopropanolu v chemickom a automobilovom priemysle
Aplikácie v chemickom priemysle sú nasledovné:
- surovina na výrobu acetónu,
- výroba plastov - nízkohustotný polyetylén a polypropylén,
- syntéza izopropylacetátu,
- výroba insekticídov,
- rozpúšťadlo pri výrobe etylcelulózy, acetátu celulózy, nitrocelulózy vo farbách a lakochpriemysel,
- bezpečná preprava nitrocelulózy (pridáva sa do nej 30 % izopropanolu),
- extrakt v jemnej chemickej technológii.
- aplikácia rafinérie:
- Rozpúšťadlo močoviny používané na odparafínovanie motorovej nafty
- prísada do olejov, ktorá zlepšuje ich antikorózne vlastnosti a znižuje bod tuhnutia,
- „odstraňovanie“vody z benzínových nádrží.
Voda vstupuje do palivových potrubí a nádrží kondenzáciou z vlhkého vzduchu. Pri nízkych teplotách zamŕza a môže vytvárať ľadovú zátku. Pri pridávaní absolútneho izopropanolu sa v ňom voda rozpustí a nezamrzne.
V automobilovom priemysle:
- „odstraňovanie“vody z plynových nádrží jej rozpustením,
- ako palivová zložka na zvýšenie oktánového čísla a zníženie toxických emisií,
- odmrazovač čelného skla,
- nemrznúca zmes do radiátorov,
- odstraňovanie brzdovej kvapaliny z hydraulických brzdových systémov.
Používanie izopropanolu v iných ekonomických činnostiach
Nábytok a chemické aplikácie dreva:
- extrakcia živíc z dreva zmiešaných s inými rozpúšťadlami,
- odstránenie starého laku, francúzske leštiace rozpúšťadlo, lepidlá, oleje,
- spojivo v leštidlách a čistiacich prostriedkoch.
V polygrafickom priemysle sa izopropanol používa na zvlhčenie tlačeprocesy. V elektronike - ako rozpúšťadlo na čistenie kontaktných konektorov, magnetických pások, diskových hláv, laserových šošoviek, na odstraňovanie tepelnej pasty, čistenie klávesníc, LCD monitorov, sklenených obrazoviek. Nepoužívajte ho len na čistenie vinylu, pretože s ním reaguje izopropanol.
Uplatnenie v medicínskom priemysle a medicíne:
- zahrnuté v antiseptických roztokoch impregnujúcich utierky,
- dezinfekčný prostriedok na utieranie miesta vpichu,
- 75 % vodný roztok používaný ako dezinfekčný prostriedok na ruky
- dezinfekčné tampóny,
- sušič na prevenciu zápalu stredného ucha,
- konzervačná látka na uchovanie genetického materiálu a analýzu (menej toxická ako formaldehyd).
Izopropanol má oproti etanolu výhody: výraznejší antiseptický účinok a nízku cenu. Takže tam, kde sa predtým používal etanol, sa teraz používa izopropanol.
V kozmetickom a voňavkárskom priemysle sa pri výrobe používa izopropanol:
- kozmetika,
- produkty osobnej starostlivosti,
- parfum, kolínská voda, lak.
V potravinárskom priemysle sa izopropanol používa ako chladivo pri výrobe mrazených potravín.
V domácnosti:
- na čistenie rôznych povrchov okrem gumy a vinylu,
- na odstraňovanie škvŕn z látok, dreva,
- na odstránenie lepidla z nálepiek (na papieri izopropanol nie jeplatné).
Toxicita
Izopropanol sa v medicíne používa ako lokálne antiseptikum. Pri lokálnom použití sa rýchlo vyparuje a nemá žiadny negatívny účinok.
Pri vdýchnutí výparov dráždi dýchacie cesty, môže spôsobiť bolesť hlavy. Vysoká koncentrácia izopropanolu vo vzduchu inhibuje prácu centrálneho nervového systému, čo vedie k strate vedomia. Preto pracujte s izopropanolom iba v dobre vetranom priestore.
Izopropanol sa nepoužíva vnútorne, pretože je toxický. Keď sa dostane do pečene, zmení sa na jedovatú látku - acetón, ktorá ovplyvňuje pečeň, obličky a mozog. 200 ml izopropanolu je smrteľná dávka.
