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 dati di sicurezza del glicole etilenico, così come di altre sostanze, è la fonte primaria 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 al gruppo chimico degli alcoli diidrossilici, noti anche come dioli . Pertanto, il glicole come alcol è un liquido incolore con un’elevata viscosità e un sapore dolce. Oltre all’ottima miscibilità con l’acqua, è anche molto solubile in aldeidi , chetoni e acido acetico , ma non si dissolve 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 (ovvero circa il 50 %della capacità termica dell’acqua). Il glicole etilenico ha un punto di ebollizione elevato (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 glicole etilenico: acqua può rimanere liquida a temperature molto più basse. Una miscela composta al 40 %di acqua e al 60 %di glicole, ad esempio, può resistere a temperature fino a circa -37ᵒC. Va notato che il glicole etilenico è miscibile con l’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 si può 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 di produzione del 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 in glicole etilenico. Entrambe le reazioni vengono condotte in fase liquida utilizzando catalizzatori acidi omogenei. Il flusso di _CO2 proveniente dalle fasi precedenti della reazione viene riciclato al reattore di carbonato di etilene. Il glicole etilenico viene quindi purificato in due colonne di distillazione in cui viene rimossa l’acqua dal prodotto. Il catalizzatore viene separato e restituito ai reattori a circuito chiuso.

Glicole etilenico e glicole propilenico – differenze fondamentali

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 come fluido termovettore. Il glicole etilenico non deve essere utilizzato se è probabile che venga ingerito o possa entrare accidentalmente in contatto con alimenti o acqua potabile. Inoltre, non dovrebbe essere utilizzato nei sistemi di riscaldamento o raffreddamento in locali quali 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 utilizzato 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 esiste un 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 numerosi prodotti domestici popolari, come detersivi , cosmetici , vernici e solventi per plastica . 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 liquidi come refrigeranti industriali per compressori di gas, impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria, 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 liquidi refrigeranti

Per le sue proprietà, il glicole etilenico (a parte il glicole propilenico) è un componente popolare dei liquidi di raffreddamento per motori a combustione interna. Il compito principale del liquido di raffreddamento è raccogliere efficacemente l’energia termica dal motore e dissiparla attraverso il radiatore nell’ambiente. Il liquido di raffreddamento, quindi, impedisce il congelamento del motore in inverno e, allo stesso tempo, funge da liquido refrigerante 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 il miglioramento delle proprietà di trasferimento del calore, tra cui una minore viscosità dinamica e una maggiore conduttività termica
• protezione contro la cavitazione: il liquido refrigerante crea un efficace strato protettivo contro il congelamento, l’ebollizione e la cavitazione, prevenendo la formazione di fosse di cavitazione
• protezione dalla corrosione di vari elementi del motore e dell’intero sistema di raffreddamento: ciò può essere ottenuto grazie al contenuto di inibitori sinergici della corrosione che proteggono i metalli, comunemente utilizzati in questo tipo di sistemi. 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, tra cui una viscosità dinamica inferiore e una conduttività termica più elevata. I fluidi a base di glicole etilenico possono essere utilizzati con successo in impianti realizzati 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 liquidi di raffreddamento 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 (petrolio greggio) e la crescente domanda di veicoli elettrici alimentati a batterie inibiscono in qualche modo lo sviluppo di questo settore. La disponibilità di nuovi refrigeranti e antigelo biotecnologici rispettosi dell’ambiente completerà 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 componente eccellente per la produzione di liquidi refrigeranti con requisiti speciali.

Nocività del glicole etilenico

Il glicole etilenico è tossico per l’uomo e provoca una serie di problemi fisiologici, tra cui 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 cutanea), i tratti respiratorio e gastrointestinale 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 deve essere utilizzato in sistemi di riscaldamento o raffreddamento in locali quali impianti di lavorazione alimentare o altre strutture in cui vengono fabbricati prodotti destinati al consumo. Il vapore del glicole etilenico può portare alla perdita di coscienza e, a basse concentrazioni, provoca irritazione al naso e alla gola. Molto più gravi sono gli effetti dell’ingestione di glicole etilenico. La sua tossicità è dovuta principalmente 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 portare a gravi lesioni personali e persino alla morte.

Glicole etilenico – Domande frequenti

1. È possibile miscelare il glicole etilenico con il glicole propilenico?

La risposta a questa domanda è alla ricerca di ogni proprietario di auto che si chiede se sia possibile miscelare liquidi di raffreddamento a base di glicoli diversi. Non dovrebbe essere fatto. Nel caso del glicole etilenico e del glicole propilenico, la differenza principale è la densità di queste sostanze. In pratica è difficile misurare la resistenza al gelo del fluido e ciò può comportare inconvenienti 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 uno speciale apparecchio, il cosiddetto rifrattometro e si legge l’indice di rifrazione che 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 la possibilità di scegliere tra 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 rientra in un intervallo relativamente ampio. Vale la pena prestare attenzione all’acquisto di beni della massima qualità. Nella gamma di reagenti offerti dal Gruppo PCC è incluso anche il glicole etilenico (numero CAS 9005-07-6).

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

L’avvelenamento da glicole etilenico assomiglia molto spesso allo stato di intossicazione da alcol. Si nota una notevole incoerenza dei 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 questi due composti eseguendo il popolare test di Trommer. Il glucosio appartiene ai cosiddetti aldosi, che a loro volta sono classificati 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 (utilizzando la sostanza testata) dell’idrossido di rame (II) CuOH ₂ di colore blu in ossido di rame (I) Cu ₂ O color mattone in un ambiente alcalino.