אלכוהול איזופרופיל (2-פרופנול, איזופרפנול, i-propanol, איזופרופיל אלכוהול) הוא תרכובת כימית שהפכה לנפוצה בשל יכולת ההמסה, תכונות החיטוי והשימור שלה. אלכוהול זה משמש בסוגים רבים של תעשייה, כמו גם נהגים ורופאים.
אלכוהול איזופרופיל - מה זה?
אלכוהול איזופרופיל הוא אלכוהול חד-הידרי משני. הנוסחה הכימית של איזופרפנול היא CH3 – CH (OH) – CH3. ניתן לראות באיזופרופנול כנגזרת של פרופאן הפחמימני הרווי CH3 – CH2 – CH3, שבמולקולה שבה אטום מימן אחד מוחלף בקבוצת אלכוהול - הידרוקסיל (-OH). מכיוון שקבוצת ההידרוקסיל במולקולה היא אחת, האלכוהול נקרא חד-הידרי. כפי שניתן לראות מהנוסחה הכימית של איזופרופיל אלכוהול, הפחמן הקשור לקבוצת ההידרוקסיל מחובר לשתי קבוצות CH3. לכן, אלכוהול נקרא משני.
נוסחת המבנה של אלכוהול איזופרופיל, כמו גם הנוסחאות של כמה אלכוהולים חד-הידריים אחרים, מוצגות באיור.
נכסים פיזיים
תכונות רבות של איזופרופנול, נקודת רתיחה למשל, נובעות מנוכחות של קבוצת אלכוהול (-OH). לקבוצה זו יש קוטביות גבוהה. כתוצאה מכך, קבוצת -OH של מולקולת איזופרופנול אחת יוצרת קשר עם קבוצת -OH של מולקולת איזופרופנול אחרת. לפיכך, המולקולות קשורות, כלומר, הן מחוברות זו לזו. קשר כזה נקרא קשר מימן. היא חלשה, אבל בעלת חשיבות רבה בטבעה.
בשל קשרי מימן, מים H2O בתנאים רגילים הם נוזל, לא גז, כמו, למשל, חומר דומה במבנה H 2 S מימן גופרתי. נוכחותם של קשרי מימן היא שמובילה לכך שלפאזה המוצקה של המים - קרח - יש צפיפות נמוכה יותר בטבע מהפאזה הנוזלית, וכתוצאה מכך הקרח אינו שוקע.
היווצרות קשרי מימן מסבירה את נקודת הרתיחה הגבוהה של אלכוהול איזופרופיל וכוהלים אחרים במשקל מולקולרי נמוך בהשוואה לתרכובות בעלות מבנה דומה. לדוגמה, נקודת הרתיחה של פרופאן היא -42 מעלות צלזיוס, כלומר, פרופאן בכל טמפרטורה מעל -42 מעלות צלזיוס נמצא במצב גז. נקודת הרתיחה של אלכוהול איזופרופיל גבוהה בהרבה ב-82.4 מעלות צלזיוס. משמעות הדבר היא שאיזופרופנול בטמפרטורה רגילה הוא בצורה נוזלית.מצב.
אם נשווה את נקודת הרתיחה של איזופרופיל אלכוהול ומתיל אלכוהול, אז לראשון יש טמפרטורה מעט גבוהה יותר: 82 מעלות לעומת 65. זה אומר שבתנאים רגילים, איזופרופיל אלכוהול מתאדה פחות מאלכוהול מתיל.
נקודת ההיתוך ונקודת הרתיחה של אלכוהול איזופרופיל וכמה תרכובות אחרות מוצגות בטבלה.
| חומר | נקודת רתיחה, oC | נקודת התכה, oC |
| Methanol | 65 | -98 |
| אתנול | 78 | -117 |
| Propanol | 97 | -127 |
| Isopropanol | 82 | -88 |
| Propane | -42 | -190 |
היווצרות קשרי מימן בין קבוצות האלכוהול של מולקולות איזופרופנול ומים קובעת את מסיסותו של אלכוהול זה במים. המסיסות תלויה במספר אטומי הפחמן בשרשרת, ככל שפחות מהם, כך האלכוהול מתמוסס טוב יותר. לכן, מבין האלכוהולים, המתנול הוא בעל המסיסות הגבוהה ביותר במים, אותם ניתן לערבב עם מים בכל יחס. האתנול מתמוסס במים פחות גרוע מתנול, ואיזופרופנול גרוע יותר מאתנול.
מאפיינים עיקריים של אלכוהול איזופרופיל
מסיס באצטון, מסיס בבנזן, מתערבב עם מים, אתר, אתנול.
צפיפות 0.7851g/cm3 (20°C).
מגבלה נמוכה יותר של חומרי נפץ - 2.5% (בנפח).
נקודת התכה -89.5°C.
טמפרטורהרותח +82, 4°С.
תלות נקודת הרתיחה של אלכוהול איזופרופיל בלחץ מוצגת בטבלה.
| לחץ אדים, mmHg | נקודת רתיחה, oC |
| 1 | -26, 1 |
| 10 | 2, 4 |
| 40 | 23, 8 |
| 100 | 39, 5 |
| 400 | 67, 8 |
| 1020, 7 | 90 |
מאפיינים כימיים
אלכוהול איזופרופיל הוא נוזל חסר צבע. יש לו ריח אופייני, לא כמו ריח של אלכוהול אתילי. אינו מוליך חשמל.
נכנס לתגובות כימיות רבות, המשמשות לסינתזות תעשייתיות. רוב האלכוהול האיזופרופיל המיוצר הולך לייצור אצטון. כדי להשיג אצטון, יש לחמצן את איזופרפנול בעזרת חומר מחמצן חזק - תערובת של K2Cr2O7+ H 2SO4 או KMnO4 + H2 SO 4.
קבל
ברוסיה יוצרו ב-2017 כ-40 אלף טונות של אלכוהול איזופרופיל, כמעט 20% פחות מאשר ב-2016. היקף הייצור קטן למדי - כמעט 4 מיליון טונות של מתנול הופקו באותה תקופה.
אלכוהול איזופרופיל מיוצר ברוסיה על ידי שני מפעלים: מפעל אלכוהול סינתטי CJSC בעיר אורסק, אזור אורנבורג, ו-Sintez Acetone LLC בעיר דז'רז'ינסק, אזור ניז'ני נובגורוד.
באורסק, איזופרופנול מיוצר בשיטה של הידרציה של חומצה גופרתית של פרופילן או שבריר פרופאן-פרופילן המתקבל מגזי סדיקה תרמיים או קטליטיים. מתקבלים שני סוגים של איזופרפנול, הנבדלים בדרגת הטיהור: טכני (87%) ומוחלט (99.95%). בדזרז'ינסק, איזופרופנול מתקבל על ידי הידרוגנציה של אצטון.
תוצר לוואי בייצור של איזופרופיל אלכוהול על ידי הידרציה של פרופילן הוא דיאיזופרופיל אלכוהול, בעל ערך מיוחד כחומר בעל מספר אוקטן גבוה של 98.
Application
אלכוהול איזופרופיל הוא ממס מצוין, ולכן יש לו מגוון רחב של יישומים. הוא משמש בעיקר בתעשייה הכימית, כמו גם בזיקוק הנפט, העץ-כימיקלים, הריהוט, הרפואה, המזון, הבישום, בדפוס ובמשק הבית. הנחיות ליישום:
- solvent,
- חומר משמר,
- מיייבש,
- זיהומים מיצוי,
- מייצב,
- דה-איקר.
שימוש באיזופרופנול בתעשיות הכימיות והרכב
יישומי התעשייה הכימית הם כדלקמן:
- חומר גלם לייצור אצטון,
- ייצור פלסטיק - פוליאתילן ופוליפרופילן בצפיפות נמוכה,
- סינתזה של איזופרופיל אצטט,
- ייצור קוטלי חרקים,
- ממס בייצור תאית אתיל, אצטט תאית, ניטרוצלולוזה בצבע ולכהתעשייה,
- הובלה בטוחה של ניטרוצלולוזה (נוסף לזה 30% איזופרופנול),
- חומר מיצוי בטכנולוגיה כימית עדינה.
- יישום בית זיקוק:
- ממס אוריאה המשמש להסרת שעוות סולר
- תוסף לשמנים המשפר את תכונותיהם נגד קורוזיה ומוריד את נקודת היציקה,
- “הסרת” מים ממכלי דלק.
מים נכנסים לקווי הדלק ולחוות המיכלים על ידי עיבוי מאוויר לח. בטמפרטורות נמוכות, הוא קופא ויכול ליצור פקק קרח. כשמוסיפים איזופרופנול מוחלט, המים מתמוססים בו ואינם קופאים.
בתעשיית הרכב:
- "הסרת" מים ממיכלי גז על ידי המסתם,
- כרכיב דלק להגדלת מספר האוקטן והפחתת פליטות רעילות,
- מפשיר השמשה הקדמית,
- אנטיפריז לרדיאטורים,
- הסרת נוזל בלמים ממערכות בלמים הידראוליות.
שימוש באיזופרופנול בפעילויות כלכליות אחרות
יישומים כימיים של ריהוט ועץ:
- מיצוי שרפים מעץ מעורבב עם ממיסים אחרים,
- הסרת לכה ישנה, ממס פוליש צרפתי, דבקים, שמנים,
- קלסר בהברקות וחומרי ניקוי.
בתעשיית הדפוס משתמשים באיזופרופנול להרטבת הדפסהתהליכים. באלקטרוניקה - כממס לניקוי מחברי מגע, סרטים מגנטיים, ראשי דיסק, עדשות לייזר, להסרת משחה תרמית, ניקוי מקלדות, מסכי LCD, מסכי זכוכית. אל תשתמש בו רק לניקוי ויניל, מכיוון שאיזופרופנול מגיב איתו.
יישום בתעשייה הרפואית והרפואה:
- כלול בתמיסות חיטוי המספגות נוזלי מגבונים,
- חומר חיטוי לניגוב מקום ההזרקה,
- 75% תמיסה מימית המשמשת כחומר חיטוי ידיים
- ספוגיות חיטוי,
- מייבש למניעת דלקת אוזן תיכונה,
- חומר משמר לשימור חומר גנטי וניתוח (פחות רעיל מפורמלדהיד).
לאיזופרופנול יש יתרונות על פני אתנול: אפקט חיטוי בולט יותר ומחיר נמוך. אז במקום שבו השתמשו בעבר באתנול, משתמשים כיום באיזופרופנול.
בתעשיות הקוסמטיקה והבישום, משתמשים באיזופרופנול בייצור:
- קוסמטיקה,
- מוצרי טיפוח אישי,
- בושם, קלן, לכה.
בתעשיית המזון, איזופרופנול משמש כנוזל קירור בייצור מזון קפוא.
במשק הבית:
- לניקוי משטחים שונים מלבד גומי וויניל,
- להסרת כתמים מבדים, עץ,
- כדי להסיר דבק ממדבקות (על הנייר, איזופרופנול לאתקף).
רעילות
Isopropanol משמש ברפואה כחומר חיטוי מקומי. בשימוש מקומי, הוא מתאדה במהירות ואין לו השפעה שלילית.
מעצבן את דרכי הנשימה אם שואפים אדים, עלול לגרום לכאב ראש. ריכוז גבוה של איזופרפנול באוויר מעכב את עבודת מערכת העצבים המרכזית, מה שמוביל לאובדן הכרה. לכן, עבדו עם איזופרפנול רק באזור מאוורר היטב.
איזופרופנול אינו בשימוש פנימי מכיוון שהוא רעיל. ברגע שהוא נמצא בכבד הוא הופך לחומר רעיל - אצטון, המשפיע על הכבד, הכליות והמוח. 200 מ ל של איזופרופנול הוא מנה קטלנית.
