Ацетон структурная. Реферат характеристики и области применения ацетона

Ацетон, пропанон (от лат. Acetum — уксус) — первый представитель гомологического ряда алифатических кетонов. Формула (CH 3) 2 CO.

Общая характеристика

Бесцветная летучая жидкость с характерным запахом. Неограниченно смешивается с водой и полярными органическими растворителями, также в ограниченных пропорциях смешивается с неполярными растворителями.

Ацетон является ценным промышленным растворителем и благодаря небольшой токсичности он получил широкое применение при производстве лаков, взрывчатых веществ, лекарственных средств. Он является исходным сырьем в многочисленных химических синтезах. В лабораторной практике его применяют как полярный апротонный растворитель, для приготовления охлаждающих смесей вместе с сухим льдом и аммиаком, ацетон является очень полезным для мытья химической посуды.

Ацетон является одним из продуктов метаболизма в живых организмах, в частности, у человека. Он является одним из компонентов так называемых ацетоновых тел, которых в крови здорового человека содержится крайне мало, однако при патологических состояниях (длительное голодание, тяжелая физическая нагрузка, тяжелая форма сахарного диабета) их концентрация может значительно повышаться и достигать 20 ммоль / л (кетонемия) .

В Украине ацетон, в соответствии с Постановлением Кабинета Министров от 5 декабря 2012 N 1129 «Об утверждении перечня наркотических средств, психотропных веществ и прекурсоров», является прекурсором, по которому устанавливаются меры контроля. Кроме того таким же мерам контроля подлежат вещества, содержащие не менее 50% ацетона.

Промышленное значение

Ацетон, один из самых простых и важных кетонов, впервые обнаруженный в 1595 году немецким химиком Андреасом Либавиусом при сухой перегонке ацетата свинца. Но только в 1832 году Жан-Батист Дюма и Либих точно определили его природу и состав. К 1914 году ацетон получали почти исключительно при коксовании древесины, но повышенный спрос на него во время первой мировой войны очень быстро привел к созданию новых методов производства.

Получение

Старые методы

Старейший метод промышленного производства ацетона заключался в сухой перегонке ацетата кальция, который образуется при нейтрализации известью древесного уксуса, который образуется при коксовании древесины. Сейчас этот метод уже не применяется, поскольку ацетон в этом случае содержит слишком много примесей, а исходный материал дефицитный.

Известны также способы получения ацетона путем бактериального расщепления углеводов (крахмала, сахаров, мелассы), причем в качестве побочных продуктов образуются бутиловый или этиловый спирт. Ацетон и бутиловый спирт получают в мольном соотношении от 2: 1 до 3: 1.

В Германии был разработан технологический процесс производства ацетона на основе уксусной кислоты. При 400 ° С через контакты с церия пропускали уксусную кислоту:

Такой ацетон отличается особой чистотой.

Ацетон также производят из ацетилена прямым синтезом:

Ацетилен вступает во взаимодействие с водяным паром при 450 ° С в присутствии катализаторов (в частности оксида цинка или композита Fe 2 O 3 -ZnO).

Получение из изопропилового спирта

Одним из главных методов получения ацетона является дегидрогенизация изопропилового спирта:

Дегидрогенизация протекает при 350-400 ° С в присутствии таких катализаторов, как сплав железо-медь-цинк, оксид цинка или оксид цинка с 4,5% карбоната натрия, медь, свинец и другие. Вследствие эндотермической характера реакции процесс ведут в трубчатом реакторе, узкие длинные трубки которого обогреваются дымовыми газами. Производительность процесса возрастает при повышении давления (около 2,7-3,4 атмосферы).

Активность катализатора постепенно снижается из-за отложения на его поверхности сажи и смолистых веществ. Регенерация катализатора заключается в обжиге углеродных отложений кислородом, разбавленным инертными газами.

В последнее время все чаще ацетон получают путем окисления изопропилового спирта воздухом. При этом также образуется перекись водорода:

Этот метод играет определенную роль при производстве глицерина при отсутствии хлора. В качестве катализатора при проведении процесса применяют серебро, медь, никель, платину и другие.

В этом процессе воздух, насыщенный парами изопропилового спирта, пропускается над тонким слоем катализатора при температуре 400-650 ° C. Продукты реакции быстро охлаждают, и конденсат после нейтрализации небольших количеств уксусной кислоты дистиллированных. Выделенный технический ацетон ректификують, а непрореагировавшего изопропиловый спирт возвращают на окисление.

Реакция окисления изопропилового спирта сильно экзотермическая и ее трудно контролировать. Поэтому рекомендуется в одной реакции объединять и окисления, и дегидрогенизации, для того чтобы суммарный тепловой эффект приближался к нулю.

Метод прямого окисления пропилена

Разработана и внедрена в промышленности технология прямого синтеза ацетальдегида из этилена

может также служить для непосредственного получения ацетона из пропилена. В этом случае пропилен (или богатая пропиленом смесь газов) под действием раствора катализатора и в хлоридной кислоте превращается в ацетон. Восстановленный катализатор снова окисляется воздухом. При этом протекают следующие реакции:

Выход составляет 92-94% при 90-120 ° С и давлении 9-12 кгс / см². В качестве побочных продуктов образуются 0,5-1,5% пропионового альдегида (пропаналя) и ~ 2% моно- и дихлороацетонив. Предполагают, что реакция идет через комплекс -, который в присутствии воды гидролитически расщепляется на ацетон, палладий и хлорную кислоту. Агентами повторного окисления будут CuCl 2 или FeCl 3, а также смеси обоих соединений.

Реакцию можно проводить при комнатной температуре, но повышенные температуры ускоряют процесс. В большинстве случаев рН раствора составляет от 3 до 4. Давление также благоприятно влияет на ход реакции. Обычно работают с очень разбавленным раствором PdCl 2 (частично вместе с ацетатом меди). Использование концентрированного раствора ускоряет реакцию.

Модифицированные катализаторы акролеина применяются и при прямом окислении пропилена в ацетон. Катализаторы на основе MoO 3 или Bi 2 O 3 в присутствии H 3 PO 4 или H 3 BO 3 при 375 ° С дают рядом с ацетальдегидом, уксусной кислотой, формальдегидом, этилацетат и акролеин также и ацетон, причем положительного влияния оказывает добавление серебра. Можно использовать фосфоромолибдат висмута на Al 2 O 3 и фосфоромолибденову кислоту на SiO 2 (260 ° С, 1 с).

Кумол-гидропероксидний способ

Этот способ также является одним из основных промышленных способов получения ацетона, он на 40% дешевле метода получения ацетона с изопропилового спирта. Исходными продуктами служат бензол и пропилен.

Алкилирования бензола пропиленом осуществляют в присутствии катализатора хлорида алюминия при температуре 50 ° С. В качестве катализаторов использовали также концентрированную серную кислоту, фтороводорода, фторид бора и другие.

Окисление кумола проводится кислородом воздуха при 4-5 атмосферах и 110-120 ° С, при этом образуется гидропероксид кумола.

Гидропероксид кумола при температуре 30-60 ° С в присутствии примерно 0,1% серной кислоты разлагается на фенол и ацетон:

Другие методы

Ацетон можно получить каталитическим расписанию паров уксусной кислоты при повышенной температуре (400-450 ° С). Катализаторы — карбонат кальция или бария, оксиды кальция, алюминия, тория, урана, цинка, соли марганца и другие.

Другим известным методом является каталитическая дегидрогенизация паров этанола при температуре 450-500 ° С. Катализаторами процесса является оксид железа, активированный известь и другие.

Возможно образование ацетона при каталитическом окислении пропана кислородом воздуха при температуре 400 ° C:

Химические свойства

Ацетон обладает типичными химическими свойствами кетонов. Он тяжело окисляется, каталитически восстанавливается до изопропилового спирта. При восстановлении ацетона щелочными реагентами и особенно амальгама магния или цинка происходит конденсация и восстановления, завершаются образованием пинакон:

Ацетон окисляет вторичные спирты в кетоны в присутствии трет -бутилату алюминия (реакция Опенауера)

При использовании большого избытка ацетона реакция сдвигается вправо.

Под действием перекиси водорода на ацетон в кислой среде образуется перекись ацетона. Хромовый ангидрид окисляет ацетон до углекислого газа и воды.

Ацетон вступает в различные реакции конденсации. При альдольно конденсации происходит образование диацетонового спирта, применяют как растворитель:

При кротонов конденсации последовательно образуются оксид мезитилу, а затем Форон. Оксид мезитилу применяют для снижения летучести растворителей для лакокрасочных покрытий.

При конденсации трех молекул ацетона под действием концентрированной серной или соляной кислоты образуется симметричный триметилбензол (мезитилен):

При конденсации с ацетиленом ацетон образует диметилкарбинол, который легко превращается в изопрен:

При конденсации ацетона с формальдегидом в присутствии небольших количеств щелочей образуется ацетоспирт, который при действии йода или кислот при нагревании легко отщепляет воду, переходя в метилвинилкетон:

При конденсации уксусноэтиловый эфира с ацетоном получают ацетилацетон:

Одной из важнейших реакций ацетона является присоединение к нему синильной кислоты, в результате чего образуется ацетонциангидрин:

Ацетон реагирует с аммиаком и водородом в присутствии никеля или меди, образуя амины:

Обычно реакция проходит при температуре 125-175 ° С и давлении 5-10 атмосфер.

При воздействии на ацетон металлического натрия или амида натрия образуется ацетоннатрий — натриевый алкоголят изопропенилового спирта:

При пиролизе ацетона (500-700 ° С) над глиноземом или на раскаленной электрическим током платиновом проводе в специальном приборе — кетенний лампе, образуется самый кетен:

В присутствии щелочей ацетон легко реагирует с галоида с образованием хлороформа, йодоформа и бромоформа:

Ацетон также присоединяет хлороформ, образуя хлорэтона, который применяется как антисептик:

Ацетон также вступает с аммиаком в реакцию Манниха с образованием 2,2 ‘, 6,6’-тетраметилпиперидону-4 с приемлемыми выходами.

Применение

Ацетон — очень хороший растворитель жиров, масел, многих смол, нитролаков, сургуча, канифоли. Ацетон также растворяет целлулоид, нитро и ацетилцеллюлозу. Каучук, пек и мастичные смолы не растворяются в ацетоне.

Благодаря своей малой токсичности, хорошей растворимой способности ацетон очень широко применяется на предприятиях химической чистки.

При конденсации ацетона в щелочной среде можно получить различные продукты. При температуре 10-20 ° С в метанольного растворе ацетон димеризуеться в присутствии небольших количеств щелочи в диацетоновый спирт, из которого получают гексиленгликоль, оксид мезитилу, метилизобутилкарбинол, метилизобутилкетон, метиловый эфир гексиленгликоль.

Гексиленгликоль добавляется преимущественно к топливу. Оксид мезитилу способен вступать в различные реакции присоединения, например с метанолом в присутствии небольших количеств щелочи. Метилизобутилкетон — очень важный растворитель. Метилизобутилкетон и метилизобутилкарбинол очень хорошие растворителями для поливинилхлорида, сополимеров винилхлорида, производных целлюлозы, хлорированного каучука и других веществ. В большинстве случаев за растворимыми способностями они превосходят эфиры.

При каталитической конденсации ацетона в присутствии оснований при 200 ° С наряду с так называемыми изоциклитонамы образуется изофорон, который также является основой для различных синтезов. Сам изофорон занимает исключительное положение как растворитель виниловых лаков. Он предоставляет лакам горячей сушки блеска и прочности. При осторожном гидрировании с изофорон получают 3,3,5-триметилциклогексанон, который применяется на получение перекисей и служит растворителем. 3,3,5-триметилциклогексанол, который образуется в результате полной гидрогенизации изофорон, является важным компонентом специальных пластификаторов, особенно во взаимодействии с длинноцепочечных алифатических моно- и дикарбоновых кислотами. Но еще большее значение придают продукту его окисления азотной кислотой — α, α, γ-триметиладипиновий кислоте. Эту кислоту етерефикують в специальные пластификаторы и превращают через диметиловый эфир в 2,2,4-триметилгександиол-1, 6 путем энергичной гидрогенизации. Кроме того, кислоту можно превратить гидрогенизацией динитрила в 2,2,4-триметилгексаметилендиамин.

Другой путь получения диамина с изофорон заключается в воздействии на него синильной кислоты и образовании нитрила изофорон — 3,3,5-триметил-5-цианоциклогексанону, который при специальных условиях можно восстановить в 1-аминометил-1,3,3-триметил-5 -аминоциклогексан (изофорондиамин).

Диамины легко перевести в диизоцианата и дальше использовать как отвердители эпоксидных смол. Особенно велика их роль для изготовления прозрачных полиамидов. Полиамиды применяются для изготовления смол, связных компонентов лаков, клеев, высококачественных пластмасс.

Патофизиологический влияние

Общий характер действия

Наркотик, последовательно поражает все отделы центральной нервной системы. При вдыхании в течение длительного времени накапливается в организме. Токсический эффект зависит не только от концентрации, но и от времени действия. Медленное выделение из организма увеличивает возможности хронического отравления. Подавляет некоторые митохондриальные (окислительные) ферменты.

Влияние на животных

При остром отравлении в белых мышей боковое положение после 2-часовой экспозиции наступает при 30-40 мг / л; смерть — при 150 мг / л. В белых крыс боковое положение при 2-часовом воздействии 30 мг / л. Концентрации до 10 мг / л не оказывает влияния даже через 8:00. Первые признаки отравления установлены при 25 мг / л через 1,5-3 часа. При 50 мг / л рефлексы исчезают через 2-2,5 часа. В морских свинок и кроликов боковое положение наступало при 2-часовом воздействии 72 мг / л. Минимальные концентрации, изменяющие безумовнорефлекторну деятельность кроликов, 1,25-2,5 мг / л. У мышей, крыс, морских свинок и кроликов концентрации ацетона, вызвавшие боковое положение, приводили к увеличению содержания ацетона, ацетоуксусной и особенно β-оксимасляной кислоты в крови и моче. У кошек вдыхание 8-10 мг / л в течение 5:00 вызывает только раздражение слизистых оболочек носа и глаз, сонливость. У собак при 5-6 мг / л и экспозиции 7:00 условные рефлексы не изменяются.

При исследованиях хронического отравления белым крысам давали вдыхать 0,00053 мг / л ацетона непрерывно в течение 45 суток или 0,2 мг / л в день по 8:00. В результате не было обнаружено существенных признаков отравления. Влияние 0,019 мг / л по 4:00 в день в течение 3 недель не изменило условнорефлекторной деятельности. Животные выдерживали действие ацетона в течение 9 дней при концентрации в крови 100 мг% и не проявляли никаких признаков отравления, если не учитывать некоторой сонливости. При 250 мг% ацетона в крови — слабость и расстройство координации движений. У мышей и кроликов при ежедневных 4-часовых отравлениях концентрацией 8 мг / л в течение более 3 месяцев развивалось повышение чувствительности к ацетона с ухудшением общего состояния. По другим данным, наоборот, при вдыхании в течение 40 минут 1-2 раза в неделю растущих с 1 до 4 мг / л концентраций наблюдалось «привыкания». Содержание ацетона в крови «привыкших» животных при одной и той же концентрации в воздухе был ниже, чем у тех, которые впервые его вдыхали. У кошек повторное отравление 3-5 мг / л — вызвало лишь раздражение слизистых оболочек.

Воздействие на человека

Порог восприятия запаха составляет 0,0011 мг / л, порог действия, влечет возникновение електрокортикального условного рефлекса, 0,44 мг / л. При вдыхании 1,2 мг / л в течение 3-5 минут происходит раздражение слизистых оболочек глаз, носа и горла, а вдыхание 0,01 мг / л в течение 6:00 повышало активность холинэстеразы крови и коэффициент использования кислорода. Увеличение содержания в крови кетоновых тел происходило и при воздействии 0,001 мг / л; в моче содержание кетоновых тел не менялся.

В случае острого отравления, у пострадавшего содержание ацетона в крови на второй день достигал 18 мг% (норма 1-2 мг%). Ацетон был обнаружен также и в моче; через некоторое время в моче обнаруживали небольшое количество белка, лейкоциты и эритроциты. Уровень сахара в крови в день отравления достигал 142 мг%.

При одновременном содержании в воздухе 2,3-3 мг / л ацетона и бутанон отмечены случаи обмороков у работниц. При применении в качестве растворителя ацетона вместе с бутанон описанное отравления нескольких рабочих (недомогание, слезотечение, непродолжительная потеря сознания, сопровождавшаяся судорогами, головная боль). Массовое острое заболевание глаз у рабочих обувной фабрики (светобоязнь, слезотечение, конъюнктивит и даже расстройство зрения) было вызвано ацетонистим спиртом и зависело, очевидно, не столько от ацетона, сколько от метилового и аллилового спиртов. Аналогичные заболевания объяснялись загрязнением ацетона ацетальдегидом.

По наблюдениям в ходе исследований хронических отравлений при концентрации 0,1-0,12 мг / л ацетона в рабочих не наблюдалось никаких признаков отравления, хотя в моче он постоянно определялся; при 0,5-1 мг / л ацетон в крови не определялся в течение недели. Концентрация 5 мг / л в воздухе при ежедневном воздействии вызвала возникновение в крови до 40 мг% ацетона. При наличии ~ 0,6 мг / л ацетона в воздухе (в присутствии бутилацетата и этилового спирта) отмечались признаки отравления. Наблюдались изменения со стороны верхних дыхательных путей, чаще в форме атрофических катаров, анемия, сдвиг влево лейкоцитарной формулы, снижение аппетита. В некоторых рабочих в сыворотке крови было выявлено снижение уровня альбуминов и повышение уровня α-, β- и γ-глобулинов, а также общих липидва, без других симптомов интоксикации.

Воздействие на кожу

При погружении уши кролика в ацетон на 3:00 или при нанесении чистого ацетона на выстриженный кожу живота на 6:00 местного действия почти незаметно. При наложении компрессов из ацетона обнаружены изменения в периферической нервной системе, наиболее чувствительными оказываются мозговые нервные волокна.

Компрессы из ацетона, наложенные человеку на плечо в сутки, вызвали незначительное покраснение, которое вскоре исчезало. В рабочих на участках кожи, на которые в течение рабочего дня действовал ацетон, уменьшался pH и количество холестерина, подавлялась функция сальных желез.

Попадание в организм и поведение в нем

Жидкий ацетон может всасываться через кожу. Ацетон появляется в крови сразу после начала вдыхания его концентрация постепенно нарастает к установлению динамического равновесия. Содержание в тканях составляет следующий ряд: головной мозг → селезенка → печень → поджелудочная железа → почки → легкие → мышцы → сердце. Меченый углерод, входящий в молекулу ацетона, обнаруженный в составе гликогена, мочи, холестерина, жирных и аминокислот. Ацетон метаболизируется полнее при вдыхании невысоких концентраций. С выдыхаемым воздухом, выделяется неизмененный ацетон, а при его окислении образуется. Ацетон выделяется также через почки и кожу.

«Анализ на ацетон»

Ацетон, ацетоуксусная и бетаоксимасляна кислота, объединяются под общим названием кетоновые тела. Это продукты неполного окисления жиров и частично белков, тесно связаны между собой.

При нормальном состоянии организма кетоновые тела в общем анализе мочи отсутствуют. Следует отметить, что за сутки с мочой таки выделяется незначительное количество этих соединений, однако такие концентрации не могут быть определены обычными методами, которые применяются в лабораториях. Поэтому принято считать, что в норме в моче ацетоновых тел нет.

Кетоновые тела оказываются в общем анализе мочи при нарушении обмена углеводов и жиров. Такое нарушение сопровождается увеличением количества ацетоновых тел в тканях в крови (кетонемия). Содержание в моче ацетоновых тел называется кетонурии.

При нормальных условиях организм черпает энергию в основном из глюкозы. Глюкоза накапливается в организме, в первую очередь в печени в виде гликогена. Гликоген образует энергетический резерв, который можно быстро мобилизовать при необходимости компенсации внезапной нехватки глюкозы.

При физических и эмоциональных нагрузках, при болезнях с повышенной температурой и других повышенных затратах энергии запасы гликогена исчерпываются, организм начинает получать энергию из запасов жира. При распаде жира образуются кетоновые тела, которые выводятся с мочой. Если с ацетоновая телами в общем анализе мочи обнаруживается глюкоза, то это признак сахарного диабета. Также кетоновые тела в общем анализе мочи появляются вследствие обезвоживания организма, при резком похудении, лихорадке, голодании, тяжелых отравлениях с сильной рвотой и поносом.

Видео по теме

Компания «Химсервис» предлагает купить ацетон по доступным ценам

Из школьного учебника химии известно, что самым простейшим органическим соединением, относящимся к группе кетонов, является диметилкетон. Это вещество, единственное из всей группы данных карбонилсодержащих соединений, имеет свое собственное нарицательное название – ацетон. Причем, само слово «кетон» как раз и произошло от немецкого «aketon». Дело в том, что ацетон был получен немецким химиком Андреасом Либавиусом в процессе сухой перегонки ацетата свинца еще в XVI веке, когда не существовало ни единой химической терминологии, ни даже периодической системы элементов.

Характеристики ацетона

Ацетон представляет собой бесцветное летучее вещество, обладающее характерным, довольно приятным запахом. Он отличается высокой гигроскопичностью, легко смешивается с водой, метанолом, этанолом, диэтиловым спиртом и другими растворителями в самых произвольных пропорциях.

Основные физические свойства

• Плотность – 0,7899 г/см 3 ;
• Температура кипения – 56,1°С;
• Температура плавления – -95°С;
• Показатель оптического преломления – 1,3591 (при 20°С);

Основные химические свойства

• Молекулярная формула СН 3 -СО-СН 3 ;
• Относительная молекулярная масса 58,08 г/моль;

Главной химической особенностью ацетона является его высокая реакционная способность. В частности, он является одним из немногих кетонов, способных образовывать бисульфидные соединения. Кроме того, атомы водорода в ацетоне легко замещаются галогенами.

Основные биологические свойства

Ацетон естественным способом вырабатывается в организме всех млекопитающих, включая человека. Он является продуктом метаболических реакций. У здорового человека в крови содержится 1-2 грамма ацетона на 100 мл, кроме того, 0,01-0,03 грамма выделяется в суточном объеме мочи. Повышение содержания ацетона в организме может свидетельствовать о серьезных заболеваниях, в частности, сахарном диабете. Следует упомянуть, что из-за приятного запаха и специфического влияния на нервную систему ацетон можно причислить к наркотическим веществам. Токсикоманы используют его для достижения состояния эйфории.

Однако ацетон в дозах свыше 60 мл смертельно опасен и приводит к существенным негативным изменениям в организме, вплоть до отека легких, пневмонии, гепатита, поражения почек и так далее.

Получение ацетона

Во всем мире производится около 7 миллионов тонн ацетона в год, и этот показатель непрерывно растет. Вплоть до 1914 года данное вещество получали исключительно путем коксования древесины, однако повышенной спрос на ацетон в первой половине XX века привел к появлению более прогрессивных методов. Сегодня основная часть ацетона в мире получается из пропена, например, кумольным методом в три стадии:

• получение кумола путем алкилирования пропеном бензола С 6 Н 6 +С 3 Н 6 =С 6 Н 5 СН(СН 3) 2 ;
• окисление кумола до гидропероксида С 6 Н 5 СН(СН 3) 2 +О 2 = С 6 Н 5 С(ООН)(СН 3) 2 ;
• разложение гидропероксида на фенол и ацетон под действием серной кислоты С 6 Н 5 С(ООН)(СН 3) 2 →С 6 Н 5 ОН+(СН 3) 2 (СО).

В небольших количествах ацетон также получается при брожении крахмала.

Применение ацетона

Ацетон является важнейшим представителем кетонов и применяется в самых различных областях человеческой жизнедеятельности.

Применение ацетона в промышленности

Ацетон – это самый востребованный в мире растворитель органических веществ, поэтому он в данном качестве широко применяется при производстве различных лаков, клеев, взрывчатых веществ, лекарственных препаратов, строительных очистительных жидкостей и так далее.

Важным преимуществом ацетона является его высокая безопасность по сравнению с альтернативными веществами – скипидаром, керосином или уайт-спиритом. В лабораторных условиях ацетон широко используется для мытья и быстрой сушки химической посуды, окисления различных спиртов, приготовления охлаждающих бань, а также в качестве полярного апротонного растворителя.

Бытовое применение ацетона

Ацетон наверняка имеется практически в каждом доме. Дело в том, что он, обладая весьма доступной стоимостью, является верным помощником в домашнем хозяйстве. В частности, ацетон можно использовать в следующих целях:

• Очистка сложных загрязнений. Ацетон успешно используется для выведения пятен краски с одежды и других объектов. С помощью него можно удалить даже суперклей с тканевой поверхности или остатки застывшего силикона без повреждения базовой структуры материала.
• Обезжиривание различных поверхностей перед покраской или другими работами. Например, металлические изделия перед нанесением слоя лака необходимо тщательно протереть тканью, смоченной в ацетоне.
• Улучшение характеристик бензиновых двигателей. Опытные автолюбители добавляют немного ацетона в бензобак, используя его некоторые важные достоинства. Высокая гигроскопичность позволяет ацетону хорошо перемешиваться с бензином, а качества растворителя помогают удалить накопившийся в форсунках и свечах нагар, а также весь конденсат без вреда для самой системы. Кроме того, из-за высокой концентрации кислорода в ацетоне улучшается воспламенение и сгорание топливной смеси, что снижает расход бензина и увеличивает динамические качества автомобиля.

Меры предосторожности при работе с ацетоном

Несмотря на низкую степень токсичности (в малых объемах), ацетон способен при высоких концентрациях вызывать раздражение кожных покровов и жжение в глазах. Поэтому желательно при длительной работе с веществом использовать средства защиты (респиратор, перчатки и т. д.). Также существенная опасность ацетона заключается в его высокой воспламеняемости (при температуре от +465°С) и взрывоопасности (при концентрации в воздухе от 2,5 до 12%).

Что собой представляет ацетон? Формула этого кетона рассматривается в школьном курсе химии. Но далеко не все имеют представление о том, как опасен запах данного соединения и какими свойствами обладает это органическое вещество.

Особенности ацетона

Ацетон технический является самым распространенным растворителем, применяемым в современном строительстве. Так как данное соединение имеет невысокий уровень токсичности, его также применяют в фармацевтической и пищевой промышленности.

Ацетон технический используется в качестве химического сырья при производстве многочисленных органических соединений.

Медики считают его наркотическим веществом. При вдыхании концентрированных паров ацетона возможно серьезное отравление и поражение центральной нервной системы. Данное соединение представляет серьезную угрозу для подрастающего поколения. Токсикоманы, которые используют пары ацетона для того, чтобы вызвать состоянием эйфории, сильно рискуют. Медики опасаются не только за физическое здоровье детей, но и за их психическое состояние.

Смертельной считается доза от 60 мл. При попадании в организм значительного количества кетона наступает потеря сознания, а через 8-12 часов - смерть.

Физические свойства

Данное соединение при нормальных условиях находится в жидком состоянии, не имеет цвета, обладает специфическим запахом. Ацетон, формула которого имеет вид СН3СНОСН3, обладает гигроскопическими свойствами. Данное соединение в неограниченных количествах смешивается с водой, этиловым спиртом, метанолом, хлороформом. У него невысокая температура плавления.

Особенности использования

В настоящее время область применения ацетона достаточно широка. Его по праву считают одним из самых востребованных продуктов, применяемых при создании и производстве лакокрасочных материалов, в отделочных работах, химической промышленности, строительстве. Все в большем количестве ацетон применяют для обезжиривания меха и шерсти, удаления из смазочных масел воска. Именно этим органическим веществом пользуются маляры и штукатуры в своей профессиональной деятельности.

Как сохранить ацетон, формула которого СН3СОСН3? Для того чтобы защитить это летучее вещество от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей, его помещают в пластиковые, стеклянные, металлические флаконы подальше от УФ.

Помещение, где предполагается размещение существенного количества ацетона, необходимо систематически проветривать и установить качественную вентиляцию.

Особенности химических свойств

Название данное соединение получило от латинского слова «ацетум», означающее в переводе «уксус». Дело в том, что химическая формула ацетона C3H6O появилась гораздо позже, чем было синтезировано само вещество. Его получали из ацетатов, а затем использовали для изготовления ледяной синтетической уксусной кислоты.

Первооткрывателем соединения считают Андреаса Либавиуса. В конце XVI века путем сухой перегонки ацетата свинца ему удалось получить вещество, химический состав которого был расшифрован только в 30-х годах XIX века.

Ацетон, формула которого СН3СОСН3, до начала XX века получали путем коксования древесины. После повышения спроса во время Первой мировой войны на это органическое соединение, стали появляться новые способы синтеза.

Ацетон (ГОСТ 2768-84) является технической жидкостью. По химической активности данное соединение является одним из самых реакционноспособных в классе кетонов. Под воздействием щелочей наблюдается адольная конденсация, в результате которой образуется диацетоновый спирт.

При пиролизе из него получают кетен. В реакции с циановодородом образуется ацетонцианидангидрин. Для пропанона характерно замещение атомов водорода на галогены, происходящее при повышенной температуре (либо в присутствии катализатора).

Способы получения

В настоящее время основное количество кислородсодержащего соединения получают из пропена. Технический ацетон (ГОСТ 2768-84) должен обладать определенными физическими и эксплуатационными характеристиками.

Кумольный способ состоит из трех стадий и предполагает производство ацетона из бензола. Сначала путем его алкилирования с пропеном получают кумол, затем окисляют полученный продукт до гидропероксида и расщепляют его под воздействием серной кислоты до ацетона и фенола.

Кроме того, это карбонильное соединение получают при каталитическом окислении изопропанола при температуре около 600 градусов по Цельсия. В качестве ускорителей процесса выступают металлическое серебро, медь, платина, никель.

Среди классических технологий производства ацетона особый интерес представляет реакция прямого окисления пропена. Данный процесс осуществляется при повышенном давлении и присутствии в качестве катализатора хлорида двухвалентного палладия.

Также можно получить ацетон путем брожения крахмала под воздействием бактерий Clostridium acetobutylicum. Кроме кетона среди продуктов реакции будет присутствовать бутанол. Среди недостатков этого варианта получения ацетона отметим несущественный процентный выход.

Заключение

Пропанон является типичным представителем карбонильных соединений. Потребители знакомы с ним как с растворителем и обезжиривателем. Он незаменим при изготовлении лаков, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ. Именно ацетон входит в состав клея для кинопленки, является средством для очистки поверхностей от монтажной пены и суперклея, средством промывки инжекторных двигателей и способом повышения октанового числа горючего, и т.п.

АЦЕТОН , диметилкетон , химический состав СН 3 ·СО·СН 3 , простейший представитель группы кетонов; играет очень важную роль в различных отраслях химической промышленности, где применяется или в качестве растворителя, или как исходный материал для приготовления ценных химических веществ. Известен с 1732 г. как продукт сухой перегонки солей уксусной кислоты и прежде назывался пироуксусным эфиром (Pyroessigather). Его состав впервые определен Либихом и Дюма (в 1832 г.), а Вильямсон установил настоящую формулу строения, которая позднее была подтверждена синтезом ацетона из цинкметила и хлористого ацетила. Первое производство ацетона было осуществлено в Австрии, которая до 90-х годов 19 в. была его главным поставщиком. В последнее время, в связи с возрастающей потребностью в ацетоне и разработкой новых дешевых способов его получения, производство ацетона прочно утвердилось во Франции, Англии и США.

Физические и химические свойства ацетона . Бесцветная легко подвижная жидкость с запахом, слегка напоминающим запах мяты, температура кипения при 760 мм 56°,2; температура плавления - 94°,9; температура вспышки 18°; температура критическая 232°,6; давление критическое 522 atm; удельный вес (при 15°) 0,79726; скрытая теплота испарения для 1 кг 125,28 Cal (при 56°,2).

Ацетон не только легко смешивается в любом соотношении с водой, спиртом, эфиром, бензином и многими другими органическими растворителями, но, будучи прибавлен к двум не смешивающимся между собой растворителям, переводит их в состояние однородного раствора. С другой стороны, ацетон является превосходным растворителем для смол, жиров, дубильных кислот и других органических соединений.

В химическом отношении ацетон представляет собой кетон, поэтому он присоединяет кислые соли сернистой кислоты, аммиак; с гидроксиламином образует оксим, с гидразинами - гидразоны; при восстановлении превращается во вторичный спирт - изопропиловый алкоголь (СН 3) 2 СН·ОН. Под влиянием определенных катализаторов ацетон конденсируется, давая различные продукты уплотнения (форон, окись мезитила и т. д.). Металлическим натрием в водном растворе восстанавливается в двуатомный спирт - пинакон (СН 3) 2 ·С(ОН)·С(ОН)·(СН 3) 2 , который в последнее время нашел себе применение как исходный продукт для получения синтетического каучука. При действии галоидов - хлора или йода - в присутствии растворов едких щелочей ацетон превращается в хлороформ или йодоформ (чувствительная реакция на ацетон при условии отсутствия этилового спирта).

Получение ацетона . Среди различных способов получения ацетона техническое значение имеют: 1) методы, основанные на переработке продуктов сухой перегонки дерева, 2) ацетоновое брожение углеводов и 3) синтетические методы.

1) В сыром древесном спирте, в том виде, как он получается при сухой перегонке дерева, всегда находится ацетон, количество которого колеблется в некоторых пределах, в зависимости от породы дерева, условий ведения сухой перегонки и т. д.; в среднем содержание его составляет 10-20% от веса спирта. При дистилляции этого спирта-сырца в колонных аппаратах получаются первые погоны, содержащие около 50% ацетона. Из этих погонов повторными перегонками выделяют фракции; еще более богатые ацетоном, которые, однако, не представляют собой чистого ацетона, т. к. содержат в качестве примесей вещества, которые обладают температурой кипения, близкой к ацетону (метиловый эфир уксусной кислоты), и которые поэтому невозможно отделить от ацетона дистилляцией; следовательно, для таких производств, где требуется ацетон большой чистоты (например, приготовление пироксилина, кордита и т. п.), этот продукт не годится. Самым старым, но еще до сих пор пользующимся наибольшим распространением является способ получения ацетона, основанный на термическом разложении уксуснокислого кальция, т. н. «уксусного порошка» - продукта сухой перегонки дерева, получающегося при нейтрализации уксусной кислоты известью. Процесс образования ацетона выражается уравнением (СН 3 СОО) 2 Са = СН 3 СОСН 3 + СаСО 3 , и протекает при температуре около 400°. Т. к. технический уксуснокислый кальций - уксусный порошок - содержит в лучшем случае 80% чистой уксуснокальциевой соли, то из 100 его весовых частей теоретически должно было бы получиться 30 весовых частей ацетона. На практике, однако, выход ацетона бывает значительно ниже вследствие целого ряда побочных процессов, протекающих наряду с основной реакцией. Вместе с ацетоном образуются высшие кетоны (метилэтилкетон СН 3 ·СО·С 2 Н 5), альдегиды, кислоты, газообразные продукты (метан) и смолы. Поэтому выход ацетона почти никогда не превышает 20-21% от веса уксусного порошка (80%-го).

При нагревании порошка в заводских аппаратах перегонка начинается при 110-125°. Сначала перегоняется вода, находящаяся в уксусном порошке, затем вода с небольшим содержанием ацетона, наконец, наступает небольшой перерыв в дистилляции, после которого начинается собственно разложение уксуснокислого кальция. При этом меняется цвет и удельный вес погона, и начинается обильное выделение газа. Перегонку продолжают почти до полного прекращения образования жидкого погона. После этого в реторту, в которой ведется разложение, пропускают пар для полного удаления ацетона. Одной из наиболее старых конструкций аппаратов для заводского получения ацетона из уксусного порошка является железная или чугунная плоская реторта, снабженная крышкой, в которой имеются три отверстия: первое служит для загрузки порошка, другое соединено с отводной трубой, пылеуловителем и холодильником, в третье вставлена мешалка. Назначение пылеуловителя - удерживать мелкую пыль, образующуюся при перемешивании порошка. Несмотря на присутствие пылеуловителя, уксусный порошок вследствие своей легкости распространяется по помещению и засоряет дистиллят. Кроме того, при непосредственном соприкосновении порошка с раскаленными стенками и дном реторты всегда происходит б. или м. сильное его пригорание, отчего выход ацетона в аппаратах этого типа бывает на 10-12% ниже, чем в аппаратах новых конструкций, где порошок нагревается лучистой теплотой.

Достигается это тем, что порошок тонким слоем раскладывают на полки, помещенные на вагонетке. Вагонетка на рельсах вкатывается в горизонтальную реторту, которая со всех сторон равномерно обогревается топочными газами. Дистилляция продолжается 10-24 ч. По окончании ее в реторту пропускают пар для разложения остатков уксуснокислого кальция и для удаления ацетона, после чего вагонетку заменяют новой. Этим путем достигается непрерывность процесса. Выход ацетона составляет около 70% теоретического.

Кроме этих двух типов аппаратов в технике применяют еще третий, отличающийся от них тем, что нагревание порошка происходит при помощи перегретого пара. В этом случае устраняется всякая возможность местного перегрева, но получающийся ацетон сильно, разбавлен водой (10%-ный вместо 30-40%-ного), что экономически не представляется выгодным, т. к. некоторый выигрыш в выходе целиком покрывается расходами, связанными с затратой тепла на концентрирование водных растворов ацетона. Полученный по одному из этих способов ацетон представляет собой жидкость, разделяющуюся на два слоя: нижний – светло-желтый, в нем преобладает ацетон, и верхний - маслянистый, темно-бурый, состоящий из высших кетонов, смолистых веществ, углеводородов, фенолов и других продуктов. Для очистки ацетона сырец обрабатывают водой в особых барабанах с мешалками. Выделившиеся при этом маслянистые, окрашенные в темный цвет вещества отделяют, а водный раствор ацетона нейтрализуют известью и подвергают ректификации в колонных аппаратах. Первый погон собирают в температурных пределах 54-60° - это технически чистый ацетон (97%); второй переходит между 60-85° - жидкость, при смешении с водой выделяющая трудно растворимые в воде высшие кетоны; третий - смесь воды и желтого масла. После дальнейшей обработки и ректификации первый погон дает химически чистый ацетон, второй - продукт, кипящий при температуре от 70 до 120°, в главной своей части состоящий из метилэтилкетона и называемый белым ацетоновым маслом; из третьего получается желтое ацетоновое масло с температурой кипения от 120 до 250°.

2) Первое наблюдение над образованием ацетона из углеводов в результате ферментативного процесса (при участии Bacillus macerans) было сделано в 1905 г. Шардингером. Целым рядом исследовательских работ, из которых особенного внимания заслуживают исследования Фернбаха в Институте Пастера, было обнаружено, что под влиянием определенных видов микроорганизмов (Bacillus butylicus В. F., Granulobacter pectinovorum, В. acetoaethylicus) крахмал превращается в ацетон и бутиловый спирт. Практическое применение брожения для получения ацетона начинается с 1912 г. (Фернбах и Стрэндж, Г. П. 323533). В начале империалистической войны этим способом заинтересовалось английское правительство, нуждавшееся в больших количествах ацетона для приготовления особого вида бездымного пороха (кордита). Затем, в конце войны, способ брожения начали применять в США, где в настоящее время он достиг большой степени совершенства и получил преобладающее значение. В качестве исходного материала для получения ацетона могут служить различные виды злаков, картофель и многие другие вещества, содержащие крахмал. На практике, однако, почти всегда пользуются кукурузой, т. к. она содержит достаточное количество азотистых соединений, необходимых для успешного протекания процесса.

По одному из существующих способов получение ацетона ведется следующим образом. После освобождения кукурузы от шелухи ее размалывают и муку размешивают в особых аппаратах с горячей водой (на 1 ч. муки берут 10 ч. воды), отчего содержащийся в муке крахмал переходит в мелкодисперсное состояние и частично гидролизуется; этим же достигается стерилизация массы. Затем стерилизованную смесь перекачивают в бродильные чаны и после охлаждения прибавляют чистую культуру Granulobacter pectinovorum. Бродильные чаны снабжены гидравлическими затворами, через которые свободно выходят образующиеся при процессе газы, состоящие из окиси углерода (60%) и водорода (40%). Во время брожения строго соблюдают стерильные условия и поддерживают t° в 30-35°. По окончании брожения полученные продукты (ацетон, этиловый и бутиловый спирт) разделяются дистилляцией в колонных аппаратах. Первым перегоняется ацетон, вторым - этиловый спирт, а затем - смесь бутилового спирта и воды, содержащая около 68% бутилового спирта. Из такого погона дальнейшей обработкой получают чистый бутиловый спирт. При этом из 1 бушеля (36,4 л) зерна получается 4,319 кг полезного продукта, состоящего из 60% ацетона, 30% этилового и 10% бутилового спирта.

3) Синтетический ацетон может быть получен двумя путями: а) контактным - из окиси углерода и водорода (водяного газа) и б) из карбида кальция - через ацетилен, ацетальдегид и уксусную кислоту.

Контактный способ является наиболее молодым из всех существующих способов добывания ацетона. Он возник в связи с осуществлением синтеза метанола. Ацетон получается, наряду с высшими кетонами, альдегидами и другими соединениями, при определенном изменении условий ведения синтеза метилового спирта из водяного газа; от примесей ацетон отделяется фракционированием. Т. о. ацетон является здесь побочным продуктом; относительно его выхода точных сведений не имеется, но, судя по некоторым данным, выход не м. б. большим.

Относительно промежуточных стадий получения ацетона из карбида кальция см. Ацетилен , Ацетальдегид , Уксусная кислота. Из последней ацетон может быть получен контактным путем - при пропускании паров уксусной кислоты через карбонат или ацетат бария или иной катализатор. При этом, однако, полного превращения не происходит: некоторая часть уксусной кислоты проходит неизмененной и требует дополнительной обработки. Это обстоятельство и имеющее место в качестве побочной реакции образование этана являются большим затруднением на пути промышленного осуществления этого способа. Из всех описанных приемов добывания ацетона экономически наиболее выгодным является брожение: здесь не требуется сложной аппаратуры, затраты на оборудование сравнительно невелики и применяется дешевое сырье. Преимущества способа брожения настолько значительны, что, например, в США, несмотря на сильно развитую промышленность сухой перегонки дерева, ацетон почти исключительно получается брожением. По последним американским данным, себестоимость ацетона не превышает себестоимости этилового спирта.

Применение ацетона . Большая часть ацетона служит для растворения и желатинизации нитроклетчатки с целью приготовления из нее бездымного пороха и целлулоида. Нитроклетчатка в небольшом количестве ацетона набухает и превращается в студенистую массу, которая легко вальцуется и формуется и потому особенно пригодна для различных поделок. Ее растворы в ацетоне применяются также в качестве клея. В виду того, что ацетон - хороший растворитель для жиров, смол, дубильных кислот и др. органических веществ, им широко пользуются для экстракции этих веществ из растительных продуктов. Довольно много ацетона идет для приготовления автогаза, получаемого растворением ацетилена в ацетоне. Продукты соединения ацетона с солями сернистой и гидросернистой кислот находят широкое применение в фотографии, в печатании и крашении тканей в качестве проявителей и восстановителей. Многие искусственные смолы и пластические массы получаются конденсацией ацетона с казеином и формалином. Ацетон находит также применение в лакокрасочном производстве; кроме того служит исходным материалом для приготовления ряда ценных органических продуктов: хлороформа, йодоформа, сульфонала, ионона, синтетического индиго, изопрена и пинакона; два последних, в свою очередь, являются исходными веществами для приготовления синтетического каучука.

Многие автовладельцы не раз слышали разговоры о чудесном свойстве ацетона повышать октановое число бензина. Это утверждение не лишено смысла. Добавил ацетон в бензин! Последствия? Чтобы разобраться в этом, предугадать возможный сценарий, узнаем немного о физико-химических свойствах данного вещества.

Самый известный кетон

Ацетон - обычно используется как растворитель, но иногда может применяться как исходный реагент, для получения более ценных химических веществ. В 1732 году был получен путем сухой перегонки уксусной кислоты и носил название пироуксусный эфир. Позднее в 1832 году синтез цинкметила и хлористого ацетила утвердил его существующую и известную по сей день формулу CH3*CO*CH3. Какое же это вещество, что оно из себя представляет?

Ацетон - это бесцветная легко-подвижная жидкость с запахом, похожим на мяту, обладает следующими параметрами:

• Температура кипения (760 мм рт ст) +56,2°С.
• Температура плавления -94,9°С.
• Температура вспышки +18°С.
• Температура критическая +232,6°С.
• 522 atm.
• Удельный вес (при +15°С) 0,79726.
• Скрытая теплота испарения (при +56,2°С) для 1кг 125,28 Cal.

Впечатляет? Свойства ацетона позволяют ему прекрасно смешиваться с водой, бензином и спиртом, а также со многими органическими растворителями, причем при добавлении к двум несмешивающимся, переводит их в состояние однородного раствора.

Использование этого вещества многогранно. Одно из распространенных применений ацетона - изготовление автогаза, который получают растворением ацетилена в данном чудесном веществе. Неплохо, не правда ли? Простыми умозаключениями можно прийти к однозначному выводу, ацетон умеет растворять.

Теперь поговорим об одной истории, как это волшебное вещество стало добавкой в бензин. Одно из преимуществ ацетона - его высокое октановое число. Многие любители пробовать новое, постоянно что-нибудь смешивают, изобретают. Естественно, логически подумав, обыватель пришёл к выводу, чтобы повысить октановое число бензина нужно добавить другое подходящее вещество. Им и стал ацетон.

Кто первый начал?

Истоки популярности ацетона возвращают нас к 2005 году, когда на одном зарубежном сайте появилась статья о только что открытом новом альтернативном виде топлива. В ней говорилось, что были проведены несколько экспериментов с добавлением ацетона в бензин, пропорции составили 3/97, 7/93, 10/90 от общего объёма в процентном соотношении (ацетон/бензин). Для опыта использовался одноцилиндровый четырехтактный двигатель с искровым зажиганием (двигатель внутреннего сгорания), и результаты показали, что смешанное топливо имеет ряд преимуществ перед чистым бензином, а именно в температуре выхлопных газов, давлении в цилиндре, крутящем моменте и КПД примерно на 0,8%, 2,3%, 0,45% и 0,9% (при соотношении 3/97). При увеличении содержания ацетона до 10% характеристики улучшились на 5%, 5,2%, 2,1% и 3,2%. Дальше подумали и задались вопросом: «Что даст ацетон в бензине при его большем количестве?». Здесь, в принципе, никто не удивился, ацетон быстро испарился, а продукты его горения представляли собой целый набор вредных веществ.

К слову сказать, результаты характеристик горения ацетона, которые были получены в ходе первого опыта, никто не предоставил, их дали на обозрение намного позже, что позволило продолжать дальнейшие эксперименты. Пытливые умы было не остановить. Интернет запестрил хорошими отзывами, заверениями, клятвами, различными графиками и лабораторными исследованиями. Все доказательства казались настолько убедительными и правдоподобными, что только ленивый не попробовал залить хотя бы капельку ацетона в бензобак.

Да что говорить! Убедительные и правдоподобные они даже сейчас. И многие не понимают, кому верить. Пришла пора приоткрыть завесу тайны.

А ты залил ацетон в бак с бензином?

Этот вопрос-призыв можно встретить, если всерьёз заняться поиском, чтобы удовлетворить свое любопытство, и, наконец, решить стоит ли рискнуть. И первое, на что нужно обратить внимание, - это во что обойдётся такой опыт.

Ведь действительно, цена ацетона от отечественных поставщиков варьируется от 50 до 100 рублей за литр (данные за ноябрь 2017 года). Возникает вопрос: «Сколько ацетона можно добавить в бензин?» В большинстве рекомендаций заявлено, что максимальная добавка не должна превышать 10% от общего объёма. Теперь рассчитаем.

Для примера возьмём Daewoo Nexia, у которой емкость бака 50 л. Заливать будем бензин 92 марки, цена за литр которого составляет приблизительно 38,7 руб (ноябрь, АЗС «Лукойл»). Смесь будет состоять из 5 л ацетона и 45 литров бензина. То есть полный бак обойдётся в 1991,50 руб, с учетом, если цена ацетона 50 рублей за литр. Стоимость полного бака с бензином 92 составила бы 1935 рублей. Разница переплаты 56,50 руб, а литр полученной смеси стоит 39,83 руб. За такое топливо переплата составит 1,13 руб за каждый литр. Расход в городе с часовыми пробками, и интенсивным ритмом жизни (для двигателя 1,5л), приблизительно составит 10 л на 100 км, если маршрут до работы и обратно равняется этому расстоянию, бака в 50 л вам хватит на 5 дней, значит месяц таких путешествий выйдет на 340 рублей дороже, если расход смеси ацетон-бензин останется на уровне обычного бензина!

Простой кетон стал суперзвездой

Одно время начала набирать обороты передача «Разрушители Легенд», где два главных ведущих, либо подтверждают различные волнующие и интересные утверждения, либо их опровергают. Их любопытство не оставило в стороне и нашего главного героя статьи. Ацетон в бензин «Разрушители легенд» добавили в 58-й серии их телевизионной эпопеи, где экспериментальным путем они установили, что при таком воздействии расход всё же увеличивается. Для телезрителя, кого зарубежные передачи не впечатляют, можно найти отечественные аналоги. Хоть ацетон в бензин «Разрушители Легенд» добавили первее наших, в «Главной дороге», в выпуске от 2009.06.12, пошли дальше - залили чисто ацетон, улетучился он мгновенно. Однако рассказы о силе этого вещества будоражили умы, что привело к зарождению мифов и легенд.

Миф №1: смесь ацетон-бензин существенно увеличивает детонационную стойкость

Детонационная стойкость позволяет топливу противостоять самовоспламенению при сжатии. На её основе квалифицируется сортность горючего в двигателях различных конструкций. Основной характеристикой детонационной стойкости является октановое число, чем оно выше, тем, дороже стоит бензин и тем он лучше.

Без сомнения ацетон в этом показателе выигрывает у бензина. Октановое число у него больше 100. Поэтому, когда задают вопрос: «Зачем добавляют ацетон в бензин?», то получают ответ - для повышения октанового числа. Однако надо заметить, что цена на топливо, тем больше, чем выше этот показатель. Ещё она складывается из того, каким способом получают повышение октанового числа бензина. Это первое, что должно вас натолкнуть на размышления. Кому же мы обязаны таким рассуждениям?

Кто и зачем так настойчиво пиарит ацетон?

Как это ни странно, но пиарят данный способ использования ацетона защитники природы, люди, которые жалеют денег на его утилизацию и компании, продающие топливные присадки.

Многие промышленные процессы напрямую зависят от этого волшебного вещества, который используют как Ацетон хорошо растворяет синтетические ткани, большинство пластиковых изделий, например бутылки из полистирола, поликарбоната, полипропилена и других. Также его используют как основной ингредиент в промышленности лаков и красок. Его масштабное применение, без сомнения, увеличивает его содержание в различных отходах этих предприятий. Методы утилизации различны, и один из них это захоронение отходов под землей, что приводит к тому, что ацетон попадает в грунтовые воды, хорошо смешивается с водой и загрязняет её. Другой метод сжигания ацетона и его выпуск в атмосферу также загрязняет окружающую среду. Более того, повышенное содержание ацетона в атмосфере вызывает различные заболевания нервной и репродуктивных систем, провоцирует болезни почек, печени и т. д.

Единственно правильным методом утилизации отходов содержащих ацетон, является его каталитическое сжигание, где он разлагается в специальных установках на углекислый газ и воду. Так как этот метод довольно-таки дорогой, то поиски более дешевого варианта привели экспериментаторов к двигателям внутреннего сгорания и добавкам ацетона в бензин. То есть одним ударом четырёх зайцев:

• повторное использование;
• утилизация;
• растущий спрос;
• прибыль.

Добавки ацетона в бензин и неожиданный сюрприз

В то время как ацетон набивал себе цену, испытатели решили продолжить эксперименты. Однако в дальнейших опытах было установлено, что помимо процесса образования углекислого газа, возможен и другой путь развития реакции - это возникновение монооксида углерода (угарного газа), который известен своей ядовитостью.

Так как выбросов угарного газа было в пределах нормы, эксперименты продолжили. Каждый раз они были противоречивы. Пропорции неоднократно менялись, результаты подгонялись, потом критиковались и т.д. Где правда, а где ложь - установить было невозможно. Таковы уж свойства ацетона. Но был и другой сюрприз.

Ацетон снова удивляет

Как известно, все реакции углеводородов могут состоять из тысячи элементарных. И добавки ацетона в бензин не исключение. Помимо вышеописанного, восстановление/разложение ацетона в процессе экспериментов в двигателе внутреннего сгорания привели к образованию метила, этилена и метана. В процентном соотношении победа досталась метилу. В дальнейшем восстановление этих углеводородов приводило опять-таки к появлению угарного газа и водорода, и только при наличии достаточного количества воздуха эти вещества образовывали углекислый газ и воду с выделением энергии. Действительно, многие добавляли ацетон в бензин, последствий не было, но и ожидания не оправдались.

Пример исследования, взятый с зарубежного научного журнала

Ярким примером исследования добавления ацетона в бензин является статья с сайта Science Direct, её полное название Performance and emissions analysis on using acetone-gasoline fuel blends in spark-ignition engine. Журнал позиционирует себя как международный, и вся информация по данной теме в нем есть в свободном доступе. В ней описываются физико-химические свойства ацетона, даны ссылки на различные эксперименты, описание установок, которые использовались для опыта, химические реакции. Автор статьи с использованием графиков подробно объясняет преимущества использования добавок в бензин. Краткое описание итогов эксперимента и результаты (использовались 3-, 7- и 10-процентные смеси, двигатель работал на оборотах от 2600-3500 в минуту):

• Использование ацетоновых смесей улучшает топливную эффективность и технические характеристики двигателя.
• Чем больше объём присадок ацетона (до 10%), тем выше мощность двигателя, вращающий момент, тем эффективнее расходуется топливо, выше температура отработанных газов, давление в цилиндре.
• Добавки ацетона первоначально увеличивают выбросы угарного газа и углеводородов, с последующим стабильным уменьшением выбросов с увеличением скорости вращения двигателя.
• В условиях высоких скоростей топливные присадки более эффективны.
• Самый пик выбросов вредных веществ приходится на 2900-3000 об/мин, но количество выбросов ниже, чем при работе двигателя на чистом бензине.
• При сгорании ацетона могут происходить противоположные реакции: либо восстановления, либо разложения. Доминирующей оказалась реакция разложения.
• Чем больше ацетона в смеси, тем больше расход топлива (если добавлять более 10%).
• Ацетону требуется больше времени на но как только он обращается в пар, скорость сгорания ТВС увеличивается.
• Три фактора влияния на технические характеристики двигателя при использовании смеси ацетон-бензин были определены: количество воздуха, объём ацетона в смеси, скорость вращения двигателя.
• Ресурс двигателя не страдает, при добавках ацетона ниже 10%.
• Ацетон - многообещающее альтернативное топливо, которое может использоваться в двигателях внутреннего сгорания.
• Добавление ацетона в качестве присадки к бензину возможно только в высококачественных двигателях.

Судить насколько информация заслуживает внимания сложно, насколько компетентен данный журнал, определить не представилось возможности. Общее количество подобных публикаций огромное, но часто встречаются битые ссылки и доказательства, которые вызывают сомнения. Рассмотрим остальные мифы, связанные с ацетоном, вооружимся логикой и базовым знанием химии.

Миф №2: ацетон растворяет продукты горения и удаляет отложения в двигателе

Вернемся к свойствам ацетона: данное вещество является полярным растворителем, в то время как бензин неполярным. Похожие растворители и обратные им обычно не смешиваются. Масло неполярное, вода полярная. Они не смешиваются. Некоторые растворители, как ацетон и этанол положительно взаимодействуют с бензином, но они всё же остаются полярными, а некоторые продукты горения вообще сложно растворяются.

Внутри двигателя автомобиля постоянно проходят потоки бензина и масла, неполярные растворимые вещества, такие как масло и бензин (если они хорошего качества) не образовывают каких-то критических отложений. Если всё же что-то там «наросло», то чтобы удалить эти вещества, добавки ацетона в бензин не помогут. Причина та же, полярность химического средства. Максимум, что может сделать ацетон, удалить грязь на клапанах и форсунках, если она туда попала, при условии, что у вас древнее транспортное средство (до 1995 г.), в которое заливалось топливо плохого качества, ужасное масло и машина не обслуживалась длительное время.

Более того, в топливной системе используются различные уплотнения и шланги, которые хорошо сопротивляются неполярным растворителям и хуже полярным. Поэтому постоянное использование ацетона приведёт либо к образованию утечек, либо к повреждению форсунок. Концентрация ацетона менее 1%, скорее всего, не нанесёт вреда вашему автомобилю, но такая Слишком часто добавляли ацетон в бензин? Последствия, в этом контексте, могут вас сильно разочаровать.

Миф №3: ацетон значительно повышает сгораемость бензина в двигателе

Многие люди, которые воодушевились добавлять ацетон в бензин, заявляли, что топливная энергоэффективность возросла от 10 до 40%. Объясняли они это тем, что ацетон уменьшает поверхностное натяжение молекул бензина.

Сгорание топлива в «обычном» двигателе происходит практически полностью. Для того, чтобы получить выигрыш в 10% от лучшего сгорания бензина, вам нужно на 10% качественнее сжечь его. Это в принципе невозможно чисто физически для ацетона дать такой выигрыш в энергии, тем более в тех малых пропорциях, которые, якобы заливали эти «испытатели».

Итоги

Можно ли добавлять ацетон в бензин? Никто не вправе вам запретить. Однако, несмотря на положительные результаты исследований добавления ацетона в бензин, которые проводились (из доступных источников, только на одноцилиндровом четырехтактном двигателе), однозначно можно сказать, что при добавлении ацетона произойдет следующее:

1. Увеличение ваших расходов на топливо.
2. Нестоящее внимания, улучшение рабочих характеристик двигателя (практически нулевой выигрыш), которое затмится будущими проблемами.
3. Какой-никакой, но все же рост вредных и загрязняющих веществ.
4. Ацетон является очень сильным растворителем и хорошо вступает в реакцию с синтетикой. Он без сомнения медленно, но верно съест кольцевые уплотнители или любую другую резиновую часть. В конечном счёте, все это приведет к обширному ремонту топливной системы. Хуже всего, если это случится во время движения автомобиля.
5. Существует вероятность того, что если в топливе будет вода, то ацетон вступит в реакцию, а сформированная эмульсия может подвергнуть коррозии форсунки инжектора и топливный насос.
6. Никто не возьмёт на себя ответственность за предоставленную информацию. Добавляли ацетон в бензин? Последствия лежат только на вас.

Также следует отметить:

1. В исследованиях лишь отмечался возможный потенциал этой смеси, и необходимости дальнейшей модернизации топливной системы будущих автомобилей в случае дальнейших успешных экспериментов.
2. Хранить ацетон в пластмассовой таре нельзя. Он достаточно быстро её разъест. Важно также помнить, что это легковоспламеняющееся вещество. Ни в коем случае не используйте воду при тушении пожара.
3. При попадании ацетона на лакокрасочное покрытие автомобиля не пытайтесь вытереть ацетон тряпкой, смывайте его водой.
4. Более полное сгорание топливовоздушной смеси с добавлением ацетона всего лишь неподтвержденное предположение, и не имеет под собой научных доказательств. Основано оно на том, что у ацетона высокое давление паров, выше, чем у бензина, вследствие чего ацетон испаряется быстрее и замедляет испарение бензина, что в свою очередь, помогает обеспечивать более полное сгорание ТВС.
5. Всегда найдутся люди готовые продать, что угодно.

Есть два верных средства, которые помогут уменьшить расход топлива и сэкономить, они проверенные и стопроцентные:

1. Не газуй, когда не надо.
2. Экономит тот, кто контролирует расход.

← Вернуться