Горение формальдегида

Горение формальдегида

  • Строение, номенклатура, изомерия
  • Способы получения
  • Химические свойства

1. Реакции присоединения к альдегидам и кетонам

Первая группа свойств — реакции присоединения. В карбонильной группе между углеродом и кислородом присутствует двойная связь, которая, как вы помните, состоит из сигма-связи и пи-связи. В реакциях присоединения пи-связь рвется и образуются две сигма связи — одна с углеродом, вторая — с кислородом. На углероде сосредоточен частичный положительный заряд, на кислороде — частичный отрицательный. Поэтому к углероду присоединяется отрицательно заряженная частица реагента, анион, а к кислород — положительно заряженная часть молекулы.

Первое свойство — гидрирование, присоединение водорода.

Реакция проходит при нагревании. Применяется уже известный вам катализатор гидрирования — никель. Из альдегидов получаются первичные спирты, из кетонов вторичные.

У вторичных спиртов гидроксогруппа связана со вторичным атомом углерода.

Второе свойство — гидратация, присоединение воды. Эта реакция возможна только для формальдегида и ацетальдегида. Кетоны совсем не реагируют с водой.

Все реакции присоединения идут таким образом, что плюс идет к минусу, а минус к плюсу.

Как вы помните из видео про спирты, наличие двух гидроксогрупп у одного атома почти невозможная ситуация, такие вещества крайне неустойчивы. Так вот конкретно два этих случая — гидрат формальдегида и уксусного альдегида — возможны, хотя и существуют только в растворе.

Сами реакции знать не обязательно. Скорее всего, вопрос на экзамене может звучать как констатация факта, допустим, с водой реагируют и перечислены вещества. Среди их перечня которых могут быть метаналь или этаналь.

Третье свойство — присоединение синильной кислоты.

Снова плюс идет к минусу, а минус к плюсу. Получаются вещества, называемые гидроксинитрилами. Опять же, сама реакция встречается нечасто, но знать об этом свойстве нужно.

Четвертое свойство — присоединение спиртов.

Здесь снова не нужно знать наизусть уравнение реакции, просто надо понимать, что такое взаимодействие возможно.

Как обычно в реакциях присоединения к карбонильной группе — плюс к минусу, а минус к плюсу.

Пятое свойство — реакция с гидросульфитом натрия.

И снова, реакция довольно сложная, выучить ее вряд ли получится, но это одна из качественных реакций на альдегиды, потому что полученная натриевая соль выпадает в осадок. То есть по факту вы должны знать, что альдегиды реагируют с гидросульфитом натрия, этого будет достаточно.

На этом закончим с первой группой реакций. Вторая группа — реакции полимеризации и поликонденсации.

2. Полимеризация и поликонденсация альдегидов

С полимеризацией вы знакомы: полиэтилен, бутадиеновый и изопреновый каучуки, поливинилхлорид — это продукты объединения множества молекул (мономеров) в одну большую, в единую полимерную цепь. То есть получается один продукт. При поликонденсации происходит то же самое, но помимо полимера получаются еще низкомолекулярные продукты, например, вода. То есть получается два продукта.

Итак, шестое свойство — полимеризация. Кетоны в эти реакции не вступают, промышленное значение имеет только полимеризация формальдегида.

Пи-связь рвется и образуются две сигма связи с соседними мономерами. Получается полиформальдегид, называемый также параформ. Вероятнее всего, вопрос на экзамене может звучать так: в реакции полимеризации вступают вещества. И приведен список веществ, среди которых может быть в формальдегид.

Седьмое свойство — поликонденсация. Еще раз: при поликонденсации помимо полимера получается еще низкомолекулярное соединение, например, вода. Формальдегид вступает в такую реакцию с фенолом. Для наглядности сначала запишем уравнение с двумя молекулами фенола.

В результате получается такой димер и отщепляется молекула воды. Теперь запишем уравнение реакции в общем виде.

Продуктом поликонденсации является феноло-формальдегидная смола. Она находит широкое применение — от клеев и лаков до пластмасс и компонента древесно-стружечных плит.

Теперь третья группа свойств — реакции окисления.

3. Окисление альдегидов и кетонов

Восьмой реакцией в общем списке является качественная реакция на альдегидную группу — окисление аммиачным раствором оксида серебра. Реакция «серебряного зеркала». Скажу сразу, кетоны не вступают в эту реакцию, только альдегиды.

Альдегидная группа окисляется до карбоксильной, кислотной группы, но в присутствии аммиака, который является основание, сразу же происходит реакция нейтрализации и получается соль — ацетат аммония. Серебро выпадает в осадок, покрывая пробирку изнутри и создавая зеркальную поверхность. Эта реакция встречается на ЕГЭ постоянно.

Кстати, эта же реакция является качественной на другие вещества, имеющие альдегидную группу, например, на муравьиную кислоту и ее соли, а также на глюкозу.

Девятая реакция тоже качественная на альдегидную группу — окисление свежеосажденным гидроксидом меди два. Здесь тоже замечу, что кетоны не вступают в эту реакцию.

Визуально будет наблюдаться сначала образование желтого осадка, который потом становится красным. В некоторых учебниках встречается информация, что сначала образуется гидроксид меди один, имеющий желтый цвет, который затем распадается на красный оксид меди один и воду. Так вот это неверно — по последним данным в процессе выпадения осадка меняется размер частиц оксида меди один, которые в конечном счете достигают размеров, окрашенных именно в красный цвет. Альдегид окисляется до соответствующей карбоновой кислоты. Реакция встречается на егэ очень часто.

Читайте также:  Голубичное варенье

Десятая реакция — окисление альдегидов подкисленным раствором перманганата калия при нагревании.

Происходит обесцвечивание раствора. Альдегидная группа окисляется до карбоксильной, то есть альдегид окисляется до соответствующей кислоты. Для кетонов эта реакция не имеет практического смысла, поскольку происходит разрушение молекулы и в результате получается смесь продуктов.

Важно отметить, что муравьиный альдегид, формальдегид, окисляется до углекислого газа, потому как соответствующая ему муравьиная кислота сама не устойчива к действию сильных окислителей.

В итоге углерод переходит из степени окисления 0 в степень окисления +4. Напомню, что и метанол, как правило, в таких условиях окисляется по максимуму до CO2, проскакивая стадию и альдегида, и кислоты. Эту особенность надо запомнить.

Одиннадцатая реакция — горение, полное окисление. И альдегиды, и кетоны сгорают до углекислого газа и воды.

Запишем уравнение реакции в общем виде.

По закону сохранения массы атомов слева должно быть столько же, сколько атомов справа. Потому что ведь в химических реакциях атомы никуда не деваются, а просто изменяется порядок связей между ними. Так вот молекул углекислого газа будет столько же, сколько и атомов углерода в молекуле карбонильного соединения, поскольку в состав молекулы входит один атом углерода. То есть n молекул CO2. Молекул воды будет в два раза меньше, чем атомов водорода, то есть 2n/2, а значит просто n.

Атомов кислорода слева и справа одинаковое количество. Справа их 2n из углекислого газа, потому что в каждой молекуле два атома кислорода, плюс n воды, итого 3n. Слева атомов кислорода столько же — 3n, но один из атомов находится в молекуле альдегида, значит его надо вычесть из общего количества, чтобы получить количество атомов, приходящихся на молекулярный кислород. Выходит 3n-1 атомов содержит молекулярный кислород, а значит молекул в 2 раза меньше, потому как в состав одной молекулы входят 2 атома. То есть (3n-1)/2 молекул кислорода.

Таким образом, мы составили уравнение сгорания карбонильных соединений в общем виде.

И, наконец, двенадцатое свойство, относящееся к реакциям замещения — галогенирование по альфа-атому углерода. Еще раз обратимся к строению молекулы альдегида. Кислород оттягивает на себя электронную плотность, создавая частичный положительный заряд а углероде. Метильная группа пытается компенсировать этот положительный заряд, смещая к нему электроны от водорода по цепи сигма-связей. Связь углерод-водород становится более полярной и водород легче отрывается при атаке реагентом. Такой эффект наблюдается только для альфа-атома углерода, то есть атома следующего за альдегидной группой, вне зависимости от длины углеводородного радикала.

Таким образом, возможно получение, например, 2-хлорацетальдегида. Возможно дальнейшее замещение атомов водорода до трихлорэтаналя.

Как избавиться от формальдегида за 2 часа?!

0 руб.

Формальдеги́д (от лат. formīca «муравей») — бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде, спиртах и полярных растворителях. Ирритант, токсичен.

Формальдегид — первый член гомологического ряда алифатических альдегидов, альдегид метанола и муравьиной кислоты.

Физические свойства

Величина Значение
Ст. энергия Гиббса образования ΔG −110 кДж/моль (г)
Ст. энтропия образования S 218,66 Дж/моль·K (г)
Ст. мольная теплоёмкость Cp 35,35 Дж/моль·K (г)
Энтальпия кипения ΔHкип 23,3 кДж/моль

Химические свойства

Из-за низкой электронной плотности на атоме углерода формальдегид легко вступает в реакции даже со слабыминуклеофилами. Этим, в частности, объясняется тот факт, что в водных растворах формальдегид находится в гидратированной форме.

Формальдегид вступает во все реакции, характерные для алифатических альдегидов. В частности, в реакции с нуклеофилами и восстановительными реагентами.

Окисление формальдегида различными реагентами:

Реакция с фенолом с образованием фенолформальдегидных смол [1] :

Получение

Основной промышленный метод получения формальдегида — окисление метанола:

Окисление метанола в формальдегид проводится с использованием серебряного катализатора при температуре 650 °C и атмосферном давлении. Это хорошо освоенный технологический процесс, и 80 % формальдегида получается именно по этому методу. Недавно разработан более перспективный способ, основанный на использовании железо-молибденовых катализаторов. При этом реакция проводится при 300 °C. В обоих процессах степень превращения составляет 99 % [2] .

Процесс дегидрирования метанола, осуществлённый на цинк-медных катализаторах при 600 °C, пока не получил широкого развития, однако он является очень перспективным, поскольку позволяет получать формальдегид, не содержащий воды.

Существует также промышленный способ получения формальдегида окислением метана:

Процесс проводят при температуре 450 °C и давлении 1—2 МПа, в качестве катализатора применяется фосфат алюминия AlPO4.

Применение

Водный раствор формальдегида (метандиол), стабилизированный метанолом, — формалин — вызывает денатурацию белков, поэтому он применяется в качестве дубителя в кожевенном производстве и дубления желатина при производстве кинофотоплёнки. Из-за сильного дубящего эффекта формальдегид является также сильным антисептиком, это свойство формалина используется в медицине (формидрон, Формагель и подобные препараты) и дляконсервации биологических материалов (создание анатомических и других препаратов).

Водный раствор формальдегида (метандиол), стабилизированный карбамидом, — КФК — является одним из важнейших источников формальдегида и карбамида в производстве карбамидоформальдегидных, меламинокарбамидоформальдегидных смол и для обработки карбамида против слеживаемости; применяется в деревообрабатывающей и мебельной промышленности для производства фанеры, ДСП и т. д.

Читайте также:  Аналог леденцов стрепсилс

Основная часть формальдегида идёт на изготовление полимеров-реактопластов (фенолформальдегидные, карбамидформальдегидные и меламинформальдегидные смолы), он широко используется также в промышленном органическом синтезе (пентаэритрит, триметилолпропан и т. д.).

При хранении (при температуре ниже 9 °С) раствор формальдегида мутнеет, выпадает белый осадок (параформальдегид).

В пищевой промышленности зарегистрирован под кодом E240 [3] .

Формальдегид в косметике

Директивой 76/768 ЕЭС допускается применение формальдегида в качестве консерванта в количестве до 0,1 % в составе косметических средств, предназначенных для гигиены полости рта, и до 0,2 % в прочих косметических препаратах.

В фармакологии препараты, содержащие до 0,5 % формальдегида, применяются для снижения потливости без каких-либо ограничений, и только при применении мази, содержащей 5 % этого вещества, рекомендуется не наносить её на кожу лица. [4] Запрещается применять для консервации средств в аэрозольной упаковке, спреев. Продукция должна иметь предупреждение «содержит формальдегид», если содержание формальдегида в готовой продукции превышает 0,05 %. С точки зрения спектра противомикробной активности, формальдегид проявляет активность в отношении грамположительных, грамотрицательных бактерий, дрожжеподобных и плесневых грибов. В то же время формальдегид и парабены снижают противомикробные свойства в присутствии белков. [5] Наряду с этим установлено улучшение физико-механических свойств волоса после обработки его формалином. Кератин с формальдегидом может взаимодействовать по-разному. Формальдегид может реагировать с — S — Н группами, образуя связи — S — СН2 — S — С — NH2 группами боковых цепей и т. д. Например, прочная связь — NH- СН образуется при взаимодействии формальдегида с амидогруппами остатков дикарбоновых кислот и аминогруппами гуанидиновых групп аргинина. [6]

В литературе сведения о влиянии разбавленных растворов формальдегида на кожу человека практически отсутствуют. Известно, что если выдержать ухо кролика в формалине (37%-й раствор формальдегида) в течение 30 минут, то оно покраснеет и начнет шелушиться, а впоследствии полностью восстановится (регенерирует).

Так как формальдегид в развитых странах используется исключительно в композиции косметических препаратов, не остающихся на коже, вероятность возникновения кожной реакции была рассчитана для случаев использования шампуня, содержащего в качестве консерванта 0,1 % формальдегида. Расчет показал, что нежелательная кожная реакция при применении такого шампуня возникнет только у 1 человека из 75 000. При этом в действительности эта цифра будет ещё менее значимой, поскольку при проведении расчетов не учитывался ряд факторов, не поддающихся точному учету, но неопровержимо снижающих эту вероятность. Во-первых, расчет основывался на базовых данных по содержанию формальдегида непосредственно на коже человека. При мытье волос в непосредственном контакте с кожей находится лишь незначительная часть формальдегида, находящегося в шампуне. Во-вторых, в связи с невысокой стойкостью формальдегида в водных растворах (испарение), его концентрация с течением времени понижается. [4]

Безопасность и токсические свойства

Категория взрывоопасности IIB по ГОСТ Р 51330.11-99, группа взрывоопасности Т2 по ГОСТ Р 51330.5-99. Концентрационные пределы воспламенения7-73 % об.; Класс опасности I (чрезвычайно опасные вещества) [7] ; температура самовоспламенения — 435 °C.

Формальдегид образуется в организме путём окисления метанола.

Обладает токсичностью, негативно воздействует на генетический материал, репродуктивные органы, дыхательные пути, глаза, кожный покров. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) формальдегида: [8] [9] [10]

  • ПДКр.з. = 0,5 мг/м³
  • ПДКм.р. = 0,05 мг/м³
  • ПДКс.с. = 0,01 мг/м³
  • ПДКв. = 0,05 мг/л

С 25 мая 2014 г. вступило в силу Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации, согласно которому установлены следующие значения ПДКм.р. = 0,05 мг/м³, ПДКс.с. = 0,01 мг/м³ [7]

Смертельная доза 40 % водного раствора формальдегида (формалина) составляет 10—50 г.

Воздействие на организм

Формальдегид токсичен: приём внутрь 60-90 мл является смертельным. Симптомы отравления: бледность, упадок сил, бессознательное состояние, депрессия, затруднённое дыхание, головная боль, нередко судороги.

При остром ингаляционном отравлении: конъюнктивит, острый бронхит, вплоть до отёка лёгких. Постепенно нарастают признаки поражения центральной нервной системы (головокружение, чувство страха, шаткая походка, судороги). При отравлении через рот: ожог слизистых оболочек пищеварительного тракта (жжение, боль в глотке, по ходу пищевода, в желудке, рвота кровавыми массами, понос), геморрагический нефрит, анурия. Возможны отёк гортани, рефлекторная остановка дыхания.

Хроническое отравление у работающих с техническим формалином проявляется похудением, диспепсическими симптомами, поражением центральной нервной системы (психическое возбуждение, дрожание, атаксия, расстройства зрения, упорные головные боли, плохой сон). Описаны органические заболевания нервной системы (таламический синдром), расстройства потоотделения, температурная асимметрия. Отмечены случаи бронхиальной астмы.

В условиях воздействия паров формалина (например, у рабочих, занятых изготовлением искусственных смол), а также при непосредственном контакте с формалином или его растворами наблюдаются, в особенности в первые дни работы, выраженные дерматиты лица, предплечий и кистей, поражения ногтей (их ломкость, размягчение). Возможны дерматиты и экземы аллергического характера. После перенесённого отравления чувствительность к формалину повышается. Имеются сведения о неблагоприятном влиянии на специфические функции женского организма [11] [12] ..

Читайте также:  Диабетон мв рлс

Канцерогенность

Формальдегид внесён в список канцерогенных веществ ГН 1.1.725—98 в разделе «вероятно канцерогенные для человека», при этом доказана его канцерогенность для животных [13] [14] [15] .

Международным агентством по исследованию рака официально доказана связь формальдегида, применяемого в производстве смол, пластиков, красок, текстиля, в качестве дезинфицирующего и консервирующего средства, с повышенным риском развития раковых опухолей носоглотки [16] .

Наша компания оказывает услуги по выявлению формальдегида в помещениях. Наши специалисты имеют профильное медицинское образование и индивидуально подбирают методику определения концентрации формальдегида, которая подойдет в конкретных условиях.

Для тщательного выявления вредоносных газов используются профессиональные детекторы. После выявления и устранения токсичных веществ наши мастера представляют рекомендации, позволяющие снизить уровень канцерогена в помещении и сделать его безопасным для проживания.

Форальдегид считается ядом с общим токсическим воздействием. Интоксикация веществом по действию на организм идентична отравлению мышьяком.

Если раньше этот газ возможно было встретить лишь в медицинских лабораториях и в кожевенном производстве, то сейчас он встречается повсеместно: его используют в изготовлении строительных материалов, превышение допустимого уровня вещества отмечают в атмосфере больших промышленных городов.

Где содержится формальдегид

Отравиться парами этого канцерогена можно даже в собственной квартире.

Некоторое скопление газа может присутствовать в мебели, сделанной из ДСП и прочих дешевых материалов, а также в табачном дыме и продуктах горения бытовых газовых плит.

Единица измерения формальдегида — миллиграмм на кубический метр воздуха (мг/м3). Натуральное содержание пара формалина в воздухе набирает 0.0005 мг/м3.

Воздействие организма человека на метанол в атмосфере

  • 0.03 мг/м3 — 10% тестируемых ощущали запах;
  • 0.04 мг/м3 — уменьшается скорость выдоха у ребёнка;
  • 0.05 мг/м3 – происходят изменения в электроэнцефалограмме, эта концентрация является предельно допустимой в России;
  • 0.07 мг/м3 – отмечается рост случаев заболеваний астмой и бронхитом, особенно у детей;
  • мг/м3 – ощущается явное раздражение слизистой;
  • мг/м3 — 50% тестируемых ощущают запах;
  • 0.6 мг/м3 — 90% тестируемых ощущали запах;
  • 0.7 мг/м3 — все испытуемые ощущали раздражение глаз;
  • мг/м3 — 30% тестируемых отмечали затруднённое дыхание;
  • мг/м3 – однократное воздействие — раздражение слизистых, рвотный рефлекс последующие сутки;
  • мг/м3 — затруднённое дыхание, обильное слезотечение;
  • 40 мг/м3 — лёгочный отёк, воспаление лёгких;
  • 60 мг/м3 — летальный исход.

При воздействии на дыхательные органы сможет возникнуть:

  • бронхит;
  • обструкция лёгких.

При контакте с кожей провоцирует развитие:

  • хронического дерматита;
  • крапивницы;
  • расслоения ногтей;
  • жжения кожи;
  • мокнущей экземы.

ПДК — Предельно Допустимые Концентрации по формальдегиду в атмосфере:

  1. РФ, в помещениях — до 0.01 мг/м3
  2. РФ, в атмосфере предприятий — до 0.05 мг/м3.
  3. ВОЗ, Япония, Китай — до 0.1 мг/м3;
  4. Канада — до 0.123 мг/м3.

Источники формальдегида в помещении

90% мебели изготавливается из ДСП. Вещество входит в состав клея при производстве ДСП, фанеры и иных материалов. Формальдегид считается основным токсичным веществом, который выделяется из древесины, поэтому сертификация проводится конкретно на формальдегид. Помимо мебели газ в помещениях выделяется из лаков и красок.

Что и как стоит проверять? В каких случаях это необходимо?

Стандартная проверка квартиры предусматривает закрытие окон, дверей на 10 часов, затем замеры содержания газа.

Что предпринять, если замечено превышение по концентрации формальдегида в квартире?

  • Обеспечить частое проветривание;
  • купить очиститель воздуха с угольным фильтром;
  • убрать конкретную мебель;
  • поддерживать достаточный показатель влажности;
  • не курить в квартире;
  • переставить домашние цветы, способные поглощать токсичные вещества из окружающей среды — это папоротники, кустовая хризантема, драцена.

К группе риска по интоксикации относятся люди, трудящиеся:

  • на химических заводах;
  • на целлюлозно-бумажных предприятиях
  • на мебельных заводах;
  • в швейной, текстильной, промышленности на предприятиях пищевых добавок;
  • в морге;
  • а также живущие в промзоне.

Признаки отравления

Выделяют следующие симптомы, при проявлении которых можно утверждать о факте отравления:

  • Затруднённое дыхание.
  • Жжение слизистых во рту, в носу.
  • Рвота с кровью и понос.
  • Слабость.
  • Бледность.
  • Судороги.
  • Головные боли.
  • Резкое снижение веса.

Насколько вреден газ для детского организма?

Дети наиболее чувствительны к окружающей среде, потому и воздействие канцерогенов на организм ребёнка значительнее. В основном, признаки интоксикации веществом от мебели либо игрушек те же, что и у взрослых.

Как ещё до приобретения определить количество формальдегида в мебели?

Есть критерии отметки мебели по содержанию токсичного вещества в её составе. Мебель с отметкой Е-(0) наиболее безопасна. Знак Е-(1) означает содержание 11 мг консерванта на каждые 100 г веса. Маркировка Е-(2) ставится на мебели, где на каждые 100 г веса выходит более 35 мг этого газа (0,035%).

Однако свидетельство на мебель практически не встречается в магазинах. Поэтому единственный способ – это при выборе обратить внимание на запах. Если он явно «химический» и резкий – тщательно подумайте, стоит ли покупать изделие.

Ссылка на основную публикацию
Голубичное варенье
Что приготовить из голубики Общие советы Варенье Джем Желе без желатина Конфитюр Компот Заморозка Хранение заготовок их голубики Заключение Видео...
Головная боль давит на глаза и тошнит
Доктор (обращаясь к больному Алеше): — Язык. язык. закройте. откройте. закройте. откройте. На что жалуемся? Тетушка: — На голову жалуется....
Головная боль и ломота в теле без температуры
Зачастую у человека по неясным причинам болит голова и ломит тело. Трудно сразу разобраться, что именно вызвало плохое самочувствие, вариантов...
Гомеопатические таблетки для восстановления голоса
Владелец регистрационного удостоверения: Контакты для обращений: Лекарственная форма Форма выпуска, упаковка и состав препарата Гомеовокс ® Таблетки, покрытые оболочкой, гомеопатические...
Adblock detector