Современная промышленность постоянно нуждается во всевозможных химических веществах. К одним из самых распространенных среди подобных соединений относится ацетон. Это бесцветная прозрачная жидкость со специфическим запахом, которая может поставляться в бутылях различного объема, бочках и железнодорожных цистернах. Широкое применение ацетона во многих областях промышленности объясняется его уникальными свойствами, в частности превосходной способностью растворять органические вещества.

Основные отрасли промышленности, в которых используется ацетон

Данное вещество активно используется в следующих отраслях промышленности:

• лакокрасочная;
• пищевая;
• парфюмерная
• текстильная;
• фармацевтическая.

В лакокрасочной промышленности технический ацетон используется для производства нитроэмалей и нитролаков, которые представляют собой растворы нитратов целлюлозы в растворителях органического происхождения. Лак из нитроцеллюлозы быстро высыхает, благодаря испарению ацетона, входящего в его состав. За счет этого образуются твердые и эластичные пленки, которые затем полируют. Приготовленные таким способом лаки находят свое применение в авиа- и автомобилестроении, в производстве обуви. Кроме того, в лакокрасочной отрасли данное вещество используется как превосходный обезжириватель.

В пищепроме ацетон используют при экстракции продуктов, витаминов и жиров. По сравнению с другими растворителями он обладает малой токсичностью, поэтому в небольших количествах его применяют при производстве пищевых добавок, улучшающих свойства продуктов (например, муки).

В парфюмерной промышленности летучее вещество участвует в процессе синтеза иононов — это ароматические химические соединения, которые необходимы для создания духов, туалетной воды и подобной продукции.

При производстве текстиля ацетон необходим на этапе подготовительной обработки нитроцеллюлозного сырья. В дальнейшем из нитроцеллюлозы изготавливают вискозное волокно. С помощью данного соединения также обеззараживают шерсть и меха, чтобы в дальнейшем создать из них искусственную кожу. Включают его и в состав ингредиентов при печатании и окраске тканей — для этого летучее вещество соединяют с солями сернистой и гидросернистой кислоты.

Малая токсичность ацетона обеспечивает его популярность в фармацевтике. Это вещество входит в качестве одного из компонентов в состав лекарств (анальгетиков). С его помощью из лекарственного растительного сырья извлекают определенные элементы, необходимые для приготовления препаратов. А изготовленные с использованием этого летучего соединения лекарственные пленки выступают отличной альтернативой медицинских повязкам и наклейкам, необходимым для защиты операционных ран и швов.

Применение в прочих областях промышленности

Кроме перечисленных отраслей ацетон используется при производстве многих других веществ и материалов. Например, без него не обходится процесс изготовления бездымного пороха. Тысячи тонн ацетона каждый год закупаются предприятиями, производящими стеклопластик, резину, сигареты, бытовые и косметические товары. В небольших количествах это вещество применяется в электронике, в частности, его включают в состав покрытий и чернил.

Также данное соединение используют в промышленности для хранения ацетилена. Дело в том, что ацетилен невозможно хранить в чистом виде из-за высокой взрывоопасности. Для безопасного хранения его нужно поместить в специальную емкость с материалом, пропитанным ацетоном.

Таким образом, ацетон выступает универсальным веществом, которое активно используется в различных отраслях промышленности.

АЦЕТОН , CH 3 -CO-CH 3 (диметилкетон), бесцветная, воспламеняющаяся жидкость с удельным весом 0,79 при 18°, с приятным запахом, жгучего вкуса. Кипит при 56,5°, легко растворяется в воде, в алкоголе и эфире. Ацетон получается 1) при сухой перегонке дерева, 2) разложением ацетатов, 3) из крахмала путем брожения, 4) каталитическим разложением уксусной кислоты. В организме животных при нормальных условиях находятся только следы А.; при различных нарушениях обмена веществ - голодании, полном отсутствии в пище углеводов, лихорадочных заболеваниях и, особенно, при диабете-содержание А. возрастает и иногда достигает значительных размеров (ацетонемия и ацетонурия). А. образуется при анаэробном дыхании растений и содержится в некоторых растениях и во многих эфирных маслах. При действии хлора или иода в щелочном растворе А. превращается в хлороформ или йодоформ (чувствительная реакция на А. при условии отсутствия этилового спирта). А. легко растворяет жиры, смолы, гремучую вату. Парафина почти не растворяет. После фиксации формалином растворяет жир, но не растворяет лецитина, что может служить для их диференциального распознавания. sas Осаждает из водных растворов многие белки, поэтому применяется в микротехнике как фиксатор. Однако, в виду того, что чистый безводный А. сильно сморщивает ткани, предпочитают его смеси с формалином, сулемой и т. п. Для фиксирования нервной ткани рекомендованы следующие смеси А.: 1) 1% Hg 2 Cl 2 в 40% А.; 2) 9 ч. А. + 1 ч. формалина. А. растворяет целлоидин и потому применяется как промежуточная среда при заливке в целлоидин. Растворы целлоидина, гремучей ваты и целлулоида в А. служат для приклеивания срезов (см. Гистологическая техника). В последнее время А. приобретает все большее значение в качестве проф. яда вследствие все более расширяющегося применения в различных производствах. Рабочие соприкасаются с А. в производстве целлулоида и изделий из него в производстве аккумуляторов; при применении А. в качестве растворителя лаков, красок, каучука, целлюлозы и ее соединений; при применении А. для экстрагирования жиров, масел, смол, дубильных кислот; для приготовления напон-лака; в хим. промышленности (при приготовлении хлороформа, камфоры, йодоформа, сульфонала и др.); при окраске аэропланных крыльев и т. д. Действие А. на организм экспериментальн. животных было недавно изучено Каганом (Харьков). Он получал у кошек при остром отравлении потерю равновесия, затем легкий и, наконец, глубокий наркоз. Хронич. отравление у рабочих сказывается ощущениями жара, головокружениями, легкими обмороками, раздражениями дыхательных о р ганов, конъюнктивитами, дерматитами. Профилактика-герметизация процессов производства, а где это невозможно, создание, в виду летучести ацетона, мощных местных вытяжек. Гос. институтом охраны труда (Москва) предложена при окраске аэропланных крыльев система подвижных колпаков, в к-рые должно помещаться крыло во время окраски и подсыхания.

Смотрите также:

• АЦЕТОНЕМИЯ , присутствие в крови большого количества ацетона, jS-оксимасляной кислоты и ацетоуксусной кислоты вследствие неполного окисления продуктов обмена веществ при истощающих заболеваниях, как, напр., диабете (см.), раке, голодании, нервных и психических...
• АЦЕТОНОВЫЕ ТЕЛА , название, объединяющее ацетон, ацетоуксусную и |3-окси-масляную кислоты в одну группу, в виду общности их образования в организме, взаимной связи этих трех веществ с хим. точки зрения и легкости их...
• АЦЕТОНУРИЯ , выделение ацетона с мочой. Ацетон в очень небольших количествах (около 0,01 г в сутки) встречается обычно в моче. Из пищевых веществ наиболее важным источником его образования являются жиры. Окисление...
• АЦЕТОПИРИН , акопирин, Antipyri-num acetylo-salicylicum, соединение аспирина с антипирином, белый кристаллический, слабо пахнущий уксусной кислотой порошок; t° плавления 63-65°; растворяется в 20 ч. 2% раствора двууглекислого натрия, в 30 ч. горячей...
• АЦЕТОУКСУСНАЯ КИСЛОТА , СБ„.СО. .CH2. СООН, бесцветная сильно кислая жидкость, смешивается с водой, спиртом и эфиром во всех отношениях. При нагревании легко распадается на углекислоту и ацетон. Для качественного обнаружения А. к. ...

Ацетон - это один из самых наиболее распространенных растворителей в строительстве. Его используют для разбавления, прежде всего ацетатов и нитратов, благодаря довольно небольшому уровню токсичности он также используется в пищевой и фармацевтической промышленности. Ацетон также является сырьём для синтеза ангидрида уксуса, метилметакрилата, изофрона, метилизобутилкетона, окиси, кетена, мезитила, диацетонового спирта и прочих соединений.

Ацетон - это летучее и бесцветное вещество. Оно представляет собой гигроскопическую жидкость с характерным ярко выраженным запахом. Она может также смешиваться с этанолом, хлороформом, метанолом, водой, диэтиловым спиртом и прочими органическими растворителями в самых разных соотношениях и пропорциях.

Этому химическому веществу характерны такие же качества и особенности, как и алифатическими кетонам. Он может каталитически восстанавливаться амальгамами цинка и магния до изопропилового спирта. Ацетон также может окислять до кетонов вторичные спирты при отсутствии алкоголятов алюминия.

Его основные технические особенности и характеристики:

Плотность - 790, 8 кг/м3;

Температура плавления - 94,90 С;

Температура кипения - 56,20 С.

В условиях и масштабах промышленности, это вещество выделяется при производстве уксусной кислоты, киноплёнки, оргстекла, лаков, пластмасс и красок.

С точки зрения медицины, ацетон - это самый настоящий наркотик. Его части используют токсикоманы для того, чтоб достичь состояния эйфории. Однако это вещество очень опасно и может поражать всю центральную нервную систему.

Отравление организма может наступить в случае попадания данного вещества внутрь при вдыхании его концентрированных паров. Смертельная доза составляет от 60 мл и больше. При попадании ацетона внутрь организма могут наблюдаться такие симптомы как боли в животе, цианоз кожи, рвота, тошнота. В случае попадания большого количества в организм может наступить потеря сознания, и смерть наступает приблизительно через 7 - 12 часов после приёма этого вещества.

Сегодня ацетон является одним из наиболее востребованных продуктов, который активно используется при производстве и изготовлении лакокрасочных материалов, в малярных работах, строительстве, в химической промышленности, а также в качестве эффективного и недорогого растворителя красок и прочих веществ.

С каждым днём всё большее значение приобретает его использование для удаления воска из смазочных масел, для обезжиривания шерсти и меха, в производстве искусственной кожи, а также для эффективного извлечения различных эфирных масел. Ко всему прочему, ацетон активно используется при наполнении баллонов для того, чтоб хранить ацетилен. Один объём этого вещества растворяет примерно 25 объёмов ацетилена при условии нормального давления и температуры.

Хранить это вещество необходимо в стеклянных, пластиковых или металлических флаконах в местах, которые надёжно защищены от попадания искр или солнечного света. Помещения для хранения ацетона должны также хорошо проветриваться и вентилироваться. К тому же нужно следить за тем, чтоб ацетон не был доступен маленьким детям.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Эмпирическая формула. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . С3Н6О

Структурная формула. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . СН3СОСН3

Молекулярная масса, кг/кмоль. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58,08

Агрегатное состояние. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . жидкое

Внешний вид. . . . . . . . . . . . . . . . . . . бесцветная летучая прозрачная жидкость

Запах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . характерный

Применение: в качестве растворителя органических веществ. В газовой отрасли используется также при аналитическом определении содержания органических примесей и серосодержащих соединений в природном газе. Благодаря малой токсичности, используется в пищевой, фармацевтической промышленности; служит сырьем для органического синтеза.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Плотность при 20 °С и давлении 101,3 кПа, кг/м3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790,8

Плотность в сжиженном состоянии при минус 83 °С, кг/м3 . . . . . . . . . . 620,8

Плотность пара по воздуху. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,0

Температура кипения при давлении 101,3 кПа, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56,5

Температура плавления (кристаллизации)

При давлении 101,3 кПа, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 95,35

Критическая температура, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

Критическое давление, МПа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,76

Теплота сгорания, кДж/моль. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 1821,38

Удельная теплота сгорания, кДж/кг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31360

Теплота образования, кДж/моль. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 217,57

Константы уравнения Антуана в температурном интервале минус 15 – плюс 93 0С

А. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,37551

В. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1281,721

С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237,088

:

Растворимость в воде: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . неограниченная.

Реакционная способность: относится к органическим растворителям. Образует кристаллическое соединение с гидросульфатами щелочных металлов. Только сильные окислители, напр., щелочной р-р КMnO4 и хромовая кислота окисляют ацетон до уксусной и муравьиной кислот и далее – до СО2 и воды. Действием хлора и щелочи ацетон превращается в хлороформ. Ацетон окисляет вторичные спирты в присутствии алкоголятов Al до кетонов. При контакте с перекисью натрия или хромовым ангидридом ацетон загорается со взрывом. Смешивается с эфиром, метанолом, этанолом, сложными эфирами.

САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Регистрационный номер по CAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67-64-1

Класс опасности в воздухе рабочей зоны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

ПДКм.р./с.с. в воздухе рабочей зоны, мг/м3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800/200

Код вещества, загрязняющего атмосферный воздух. . . . . . . . . . . . . . . . . 1401

Класс опасности атмосферном воздухе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

ПДКм.р./c.c. в атмосферном воздухе, мг/м3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,350/3

Воздействие на людей: обладает наркотическим действием. Адсорбируется неповрежденной кожей. На коже – стигмы. При продолжительном вдыхании паров ацетон накапливается в организме. Отравление ацетоном возможно при вдыхании паров ацетона в концентрации, превышающей ПДК. Порог восприятия запаха – 0,0011 мг/л.

Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества: свежий воздух. При обморочном состоянии вдыхание нашатырного спирта; крепкий сладкий чай или кофе; ингаляция кислорода. Сердечные средства. При попадании в желудочно-кишечный тракт – зондовое промывание желудка 2% раствором соды с последующим введением адсорбирующих и обволакивающих средств.

Меры предосторожности: все работы должны проводиться с использованием приточно-вытяжной вентиляцией, вдали от огня и источников искрообразования. В производственных условиях должна быть соблюдена герметизация оборудования, аппаратов, процессов слива и налива для исключения попадания паров ацетона в воздушную среду. Защита от статического электричества.

Средства защиты: индивидуальные средства защиты, спецодежда, спецобувь, противогаз.

Методы перевода вещества в безвредное состояние: сорбция паров ацетона.

ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫЕ СВОЙСТВА

Группа горючести. . . . . . . . . . . . . . легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ)

Температура вспышки, °С

Закрытый тигель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 18

Открытый тигель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 9

Температура воспламенения, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . минус 5

Температура самовоспламенения, °С

В воздухе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535

В кислороде. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

В хлоре. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

Концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения), % (об.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,7-13,0

Температурные пределы распространения пламени, °С. минус 20 –плюс 6

Минимальная энергия зажигания, мДж. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,41

Нормальная скорость распространения пламени, м/с. . . . . . . . . . . . . .. . . 0,44

Температура горения, °С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2322

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода, % (об.) при разбавлении

Азотом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11,9

Диоксидом углерода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14,9

Максимальное давление взрыва, кПа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570

Скорость нарастания давления взрыва, МПа/с. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,3-13,8

Скорость выгорания, кг/(м2с) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,96 10-2

Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора, % (об.):

Азота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Диоксида углерода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Безопасный экспериментальный максимальный зазор, мм. . . . . . . . . . .1,04

Группа взрывоопасной смеси по ГОСТ Р 51330.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Т1

Средства пожаротушения: порошок, инертные газы, распыленная вода, водопенные составы, для небольших очагов порошковые огнетушители, асбестовое одеяло, песок.

Что представляет собой ацетон? Состав данного органического соединения следующий: три атома углерода, шесть атомов водорода, один атом кислорода. Проанализируем основные физические и химические свойства данного соединения, способы получения, а также рассмотрим основные области его применения.

Краткая справка

Ацетон, состав и свойства которого рассмотрим подробнее, является органическим веществом, простейшим представителем насыщенных карбонильных соединений - кетонов. В переводе с латинского языка, он означает - уксус. Раньше ацетон, состав которого еще не был изучен, синтезировали из ацетатов, а готовый кетон являлся сырьем для получения ледяной уксусной кислоты.

Только в середине девятнадцатого века немецким химиком Леопольдом Гмелиным в научный лексикон был введен термин «ацетон».

История открытия

Ацетон, состав которого был изучен только в девятнадцатом веке Жано-Батистом Дюма и Юстусом фон Либихом, впервые удалось открыть Андреасу Либавиусу в конце 16 века. Вещество удалось синтезировать в процессе сухой перегонки соли - ацетата свинца.

До начала двадцатого века этот представитель кетонов получили путем коксования древесины.

Во время первой мировой войны ацетон, состав которого в настоящее время известен даже школьникам, стали производить иными способами.

Физические свойства

Ацетон является бесцветной подвижной летучей жидкостью, обладающей резким запахом. Данное органическое соединение неограниченно смешивается с водой, бензолом, диэтиловым эфиром, метанолом, сложными эфирами. В быту практически все используют растворитель - ацетон, состав которого рассматривается в рамках курса органической химии.

Химические свойства

Одним из самых реакционноспособных кетонов является ацетон. Формула и свойства этого органического соединения рассматриваются в рамках карбонильных соединений. В щелочной среде он взаимодействует в альдольную самоконденсацию, продуктом реакции является диацетоновый спирт.

Под воздействием цинка данный кетон восстанавливается до пинакона. В рамках пиролиза получают кетен. Как любое органическое соединения, ацетон сгорает в атмосфере кислорода с образованием углекислого газа и водяного пара. Процесс является экзотермическим, сопровождается выделением значительного количества теплоты.

Качественной реакцией на данное соединения является взаимодействие в щелочной среде с При наличии ацетона появляется интенсивный красный цвет, который по мере добавления в раствор уксусной кислоты становится красно-фиолетовым.

Химический состав ацетона (наличие двойной связи между атомом кислорода и углерода) объясняет отсутствие у данного органического соединения способности вступать в реакции окисления с аммиачным раствором оксида серебра и свежеприготовленным гидроксидом меди (2).

Получение диметилкетона

В настоящее время в мире производят около 6,9 миллионов тонн ацетона в год. Аналитик отмечают стабильный рост у потребителей спроса на этот кетон, в результате чего химики разрабатывают новые варианты его экономичного синтеза. В промышленных масштабах диметилкетон получают из пропена прямым либо косвенным путем. При кумольном способе ацетон является подобным продуктом синтеза из бензола фенола. Выделяют три стадии данного производства. Сначала пропеном бензол алкилируется, продуктом взаимодействия является кумол. На второй и третьей стадиях он окисляется атмосферном кислородом до гидропероксида. В кислой среде это соединение разлагается на ацетон и фенол.

Вторая промышленная технология получения ацетона основывается на каталитическом окислении в паровой фазе изопропанола. При прямом окислении в жидкой фазе пропена в присутствии катализатора (хлорида палладия) также можно получать ацетон.

Среди методов, которые не подходят для промышленных объемов из-за несущественного выхода продукта, отметим и брожение крахмала под воздействием бактерий.

Области применения

Ацетон часто применяют в производстве в виде растворителя. Данное вещество отлично обезжиривает поверхности, растворяет хлоркаучук, эпоксидные смолы, полистирол, разные органические вещества. Именно данный кетон применяют для растворения нитратов и целлюлозы.

В фармацевтической промышленности соединение применяется в качестве главного сырья для синтеза метилметакрилата, окиси мезитила, ацетонциангидрина, уксусного ангидрида, диацетонового спирта.

Это органическое кислородсодержащее соединение является отличным средством для удаления с поверхности остатков жира. В чистом виде ацетон применяют для растворения разных лаков и грунтовок. В настоящее время данный представитель класса кетонов применяется не только в качестве отличного органического растворителя, но и как исходное вещество для промышленного синтеза полиуретанов, эпоксидных смол, поликарбонатов, взрывчатых соединений. Также он необходим для хранения ацетилена, так как этот алкин имеет повышенную взрывоопасность, его нельзя оставлять в чистом виде. Ацетилен размещают в специальных емкостях, которые содержат пористый материал, пропитанный диметилкетоном.

Среди интересных фактов, касающихся использования ацетона, отметим приготовлением с его участием охлаждающих бань в смеси с жидким аммиаком и «сухим льдом».

В научно-исследовательских лабораториях диметилкетон, являющийся первым представителем класса, необходим для мытья грязной химической посуды. Причина такого оригинального применения ацетона заключается в его незначительной токсичности, отличной летучести, прекрасной растворимости в воде. С помощью ацетона можно достаточно быстро высушить посуду и просушивать неорганические малоактивные соединения, не вступающие с ним в химическое взаимодействие.

Чтобы провести очистку данного кетона в лабораторных условиях, его перегоняют с небольшим количеством перманганата калия.

Обнаружить присутствие ацетона в смеси органических соединений можно с помощью взаимодействия с растворами фурфурола, нитропруссида натрия, йода.