Proprietà e usi del glicole etilenico

Proprietà fisico-chimiche del glicole etilenico

Il glicole etilenico con la formula CH ₂ OH ₂ , noto anche come 1,2-etandiolo, è un composto organico popolare. La scheda di sicurezza per il glicole etilenico, così come per altre sostanze, è la principale fonte di informazioni sulle loro proprietà fisiche e chimiche. Il glicole etilenico è il componente principale dell’antigelo nei sistemi HVAC e automobilistici. La formula del glicole indica chiaramente che appartiene a un gruppo chimico di diidrossialcoli, noti anche come dioli . Pertanto, il glicole come alcol è un liquido incolore con un’elevata viscosità e un sapore dolce. Oltre alla sua ottima miscibilità con l’acqua, è anche molto solubile in aldeidi, chetoni e acido acetico , ma non si scioglie affatto nel tetracloruro di carbonio. È relativamente economico da produrre. Il suo svantaggio è la cristallizzazione a basse temperature e una minore capacità (rispetto al glicole propilenico) di assorbire calore (cioè circa il 50 %della capacità termica dell’acqua). Il glicole etilenico ha un alto punto di ebollizione (197ᵒC) pur avendo un basso peso molecolare. Ciò è dovuto alla forte associazione di molecole nella fase liquida, causata dalla formazione di legami idrogeno. Nella sua forma pura, il glicole etilenico congela a circa -13°C, mentre la miscela di glicole etilenico: acqua può rimanere liquida a temperature molto più basse. Una miscela di 40 %di acqua e 60 %di glicole, ad esempio, può resistere a temperature fino a circa -37°C. Va notato che il glicole etilenico è miscibile con acqua in tutte le proporzioni. Ciò è dovuto alla presenza di due gruppi ossidrile nella sua struttura. Sfogliando la letteratura o le offerte dei produttori, è possibile imbattersi nel termine glicole monoetilenico (MEG). Tuttavia, tieni presente che il glicole monoetilenico e il glicole etilenico sono, in effetti, la stessa sostanza.

Glicole etilenico – produzione

Il glicole etilenico prodotto su scala industriale è prodotto dall’idrolisi dell’ossido di etilene ottenuto nell’ossidazione dell’etilene. Produzione di ossido di etilene Nella prima fase della produzione di glicole etilenico, etilene e ossigeno vengono introdotti in un reattore multicanale. La reazione avviene in fase gassosa in presenza di argento come catalizzatore a base di ossido di alluminio. La reazione è altamente esotermica e rilascia grandi quantità di calore. Produzione e purificazione del glicole etilenico L’ossido di etilene reagisce con la CO ₂ per formare carbonato di etilene, che viene poi idrolizzato a glicole etilenico. Entrambe le reazioni sono condotte in fase liquida utilizzando catalizzatori acidi omogenei. Il flusso di CO ₂ dalle fasi di reazione precedenti viene riciclato nel reattore di etilene carbonato. Il glicole etilenico viene quindi purificato in due colonne di distillazione in cui l’acqua viene rimossa dal prodotto. Il catalizzatore viene separato e restituito ai reattori a circuito chiuso.

Glicole etilenico e glicole propilenico: differenze di base

Una delle principali differenze tra glicole etilenico e glicole propilenico è il livello di tossicità. Il glicole etilenico è tossico e il glicole propilenico no. Nelle applicazioni in cui la tossicità non ha importanza, il glicole etilenico è spesso la scelta migliore per il fluido termovettore. Il glicole etilenico non deve essere utilizzato se è probabile che venga ingerito o che possa entrare accidentalmente in contatto con alimenti o acqua potabile. Inoltre, non dovrebbe essere utilizzato negli impianti di riscaldamento o raffreddamento in locali come impianti di trasformazione alimentare o altri stabilimenti in cui vengono fabbricati prodotti destinati al consumo. Quando è richiesta una bassa tossicità, il glicole propilenico è comunemente usato a causa della sua bassa tossicità acuta quando somministrato per via orale. Entrambi i tipi di glicoli differiscono nelle loro proprietà fisiche. Anche le loro proprietà chimiche sono diverse. Il glicole etilenico è ampiamente utilizzato dove le prestazioni sono importanti e non vi è alcun contatto diretto con esseri umani o animali. Il glicole etilenico ha un eccellente trasferimento di calore e protezione dal gelo. La bassa viscosità del glicole contribuisce all’eccellente efficienza di trasferimento del calore e le proprietà di trasporto superano il glicole propilenico a temperature più basse. Tuttavia, poiché il glicole propilenico ha un calore specifico più elevato, è necessario far circolare più glicole etilenico per trasferire la stessa quantità di energia del glicole propilenico. Le soluzioni di glicole propilenico hanno una viscosità e un punto di scorrimento più elevati rispetto al glicole etilenico nelle stesse condizioni. Innanzitutto, a temperature più basse, il glicole propilenico è termicamente meno efficiente del glicole etilenico.

Glicole etilenico – applicazione

A causa dell’uso diffuso nell’industria automobilistica, vale la pena chiedersi: cos’è il glicole etilenico e quali sono i suoi usi e proprietà. Il glicole etilenico è ampiamente utilizzato in molte applicazioni industriali e commerciali. Questo prodotto compare anche in una serie di prodotti per la casa popolari, come detersivi , cosmetici , vernici e solventi per materie plastiche . Altre applicazioni del glicole sono:

• produzione di fibre di vetro per prodotti come moto d’acqua, vasche da bagno e palle da bowling.
• produzione di inchiostri per penne e altri tipi di inchiostri. Il glicole etilenico aumenta la viscosità dell’inchiostro e riduce la probabilità della sua evaporazione.
• vettori di calore liquido come refrigeranti industriali per compressori di gas, sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento, nonché piste di pattinaggio. Il glicole etilenico conferisce ai refrigeranti industriali proprietà che li aiutano a fluire attraverso i sistemi di raffreddamento e a resistere a temperature estreme.

Glicole etilenico nei refrigeranti

Per le sue proprietà, il glicole etilenico (a parte il glicole propilenico) è un componente popolare dei refrigeranti per motori a combustione interna. Il compito principale del liquido di raffreddamento è raccogliere efficacemente l’energia termica dal motore e dissiparla nell’ambiente attraverso il radiatore. Il liquido di raffreddamento, quindi, impedisce il congelamento del motore in inverno e, allo stesso tempo, funge da liquido di raffreddamento alle alte temperature in estate. Oltre alla rimozione del calore dal motore, il liquido di raffreddamento deve svolgere una serie di funzioni non meno importanti, come ad esempio:

• protezione contro il congelamento – il glicole etilenico come componente degli agenti antigelo influenza le migliori proprietà di trasferimento del calore, tra cui una minore viscosità dinamica e una maggiore conduttività termica
• protezione contro la cavitazione – il liquido di raffreddamento crea un efficace strato protettivo contro il congelamento, l’ebollizione e la cavitazione, prevenendo la formazione di pozzi di cavitazione
• protezione contro la corrosione di vari elementi del motore e dell’intero sistema di raffreddamento – questo può essere ottenuto grazie al contenuto di inibitori di corrosione sinergici che proteggono i metalli, che sono comunemente usati in questo tipo di sistema. Ciò contribuisce a garantire una lunga durata e un’elevata efficienza termica
• protezione contro la formazione e il deposito di impurità nel sistema

Il glicole etilenico come componente degli agenti antigelo ha proprietà di trasferimento del calore migliorate, inclusa una viscosità dinamica inferiore e una maggiore conduttività termica. I fluidi a base di glicole etilenico possono essere utilizzati con successo in installazioni realizzate con metalli e loro leghe come rame, ottone, acciaio, ghisa o alluminio . Tutte le guarnizioni comuni possono essere utilizzate senza problemi in tali sistemi di raffreddamento. Il futuro dei refrigeranti Fattori come la crescente domanda di veicoli ad alte prestazioni e il maggiore utilizzo di additivi high-tech di alta qualità completano lo sviluppo del mercato globale degli antigelo per autoveicoli. Tuttavia, le fluttuazioni dei prezzi delle materie prime (greggio) e la crescente domanda di veicoli elettrici alimentati a batteria frenano alquanto lo sviluppo di questo settore. La disponibilità di nuovi refrigeranti biotecnologici e antigelo rispettosi dell’ambiente integrerà sicuramente lo sviluppo del mercato degli antigelo per autoveicoli nel prossimo futuro e aumenterà la qualità di quelli attualmente utilizzati. Il gruppo PCC offre glicole etilenico (CAS 9005-07-6) . Il glicole etilenico disponibile funge da emulsionanti e oli lubrificanti , soprattutto nell’industria automobilistica. È un ottimo componente per la produzione di refrigeranti con requisiti speciali.

Nocività del glicole etilenico

Il glicole etilenico è tossico per l’uomo e provoca una serie di problemi fisiologici, inclusa la morte (il Centro di controllo delle malattie stima la dose letale tra 1.400 e 1.600 mg/kg). Viene assorbito attraverso la pelle (via dermica), le vie respiratorie e gastrointestinali nel corpo umano. Di conseguenza, il glicole etilenico non deve essere utilizzato in applicazioni in cui è possibile la contaminazione dell’acqua potabile. Inoltre, non dovrebbe essere utilizzato negli impianti di riscaldamento o raffreddamento in locali come impianti di trasformazione alimentare o altri impianti in cui vengono fabbricati prodotti destinati al consumo. Il vapore di glicole etilenico può portare allo stato di incoscienza e, a basse concentrazioni, provoca irritazione del naso e della gola. Molto più gravi sono gli effetti dell’ingestione di glicole etilenico. La sua tossicità è principalmente dovuta all’accumulo di metaboliti tossici. Il glicole etilenico ha un forte effetto sul sistema nervoso centrale (SNC). Ha un effetto acuto simile a quello dell’etanolo. Questo effetto sul sistema nervoso centrale prevale nelle prime ore dopo l’esposizione. L’assunzione non diagnosticata o non trattata di glicole etilenico può causare gravi lesioni fisiche e persino la morte.

Glicole etilenico – Domande frequenti

1. Il glicole etilenico può essere miscelato con il glicole propilenico?

La risposta a questa domanda è ricercata da ogni proprietario di auto che si chiede se sia possibile miscelare refrigeranti a base di diversi glicoli. Non dovrebbe essere fatto. Nel caso del glicole etilenico e del glicole propilenico, la principale differenza è la densità di queste sostanze. In pratica è difficile misurare la resistenza al gelo del fluido, e ciò può causare problemi durante la stagione invernale.

2. Come distinguere il glicole etilenico dal glicole propilenico?

È disponibile un metodo per distinguere questi due glicoli. Utilizza differenze nelle proprietà fisiche, nella densità specifica e nell’indice di rifrazione tra etilene e glicole propilenico. Quest’ultimo è un parametro molto utile per determinare con quale relazione abbiamo a che fare. Alcune gocce della sostanza vengono poste sul prisma di un apposito dispositivo, un cosiddetto rifrattometro e legge l’indice di rifrazione che ne consente l’identificazione.

3. In che modo il glicole etilenico è diverso dal glicerolo?

Entrambi i composti appartengono allo stesso gruppo chimico, cioè gli alcoli . Differiscono nella quantità di gruppi idrossilici -OH nella molecola. Il glicerolo è un derivato del propano (propantriolo), mentre il glicole etilenico è un derivato dell’etano (etandiolo). Nelle soluzioni acquose, abbassano il punto di congelamento e aumentano anche il punto di ebollizione. Avendo una scelta di glicerolo e glicole etilenico, vale la pena considerare l’uso del primo perché è più sicuro da usare. Anche il suo impatto negativo sull’ambiente è minore.

4. Dove si può acquistare il glicole etilenico?

Il glicole etilenico può essere facilmente acquistato nei negozi di prodotti chimici o nei grossisti . Il prezzo di questa sostanza è in una gamma relativamente ampia. Vale la pena prestare attenzione all’acquisto di beni di altissima qualità. Il glicole etilenico è anche incluso nella gamma di reagenti offerti dal Gruppo PCC (numero CAS 9005-07-6).

5. Avvelenamento da glicole etilenico: quali sono i sintomi?

L’avvelenamento da glicole etilenico ricorda molto spesso lo stato di intossicazione da alcol. C’è una notevole incoerenza di movimenti, sonnolenza, respiro accelerato, aumento della pressione sanguigna e, in alcuni casi, convulsioni. L’avvelenamento da glicole etilenico non può essere sottovalutato. Dopo 24 ore compaiono i primi sintomi di insufficienza renale. L’avvelenamento provoca insufficienza circolatoria e persino gravi danni al sistema nervoso centrale.

6. Come distinguere il glicole etilenico dal glucosio?

Possiamo distinguere queste due mescole eseguendo il popolare test Trommer. Il glucosio appartiene alle cosiddette aldosi, che a loro volta sono classificate come aldeidi. È noto che le aldeidi superano il test di Trommer, mentre i dioli (ad esempio il glicole etilenico) non lo superano. L’intero esperimento si basa sulla riduzione (usando la sostanza testata) dell’idrossido di rame (II) di colore blu CuOH ₂ in ossido di rame (I) Cu ₂ O color mattone in un ambiente alcalino.