Применение спиртов в строительстве

Спирт в системе отопления: огонь, вода и медные трубы

Вот мы и добрались до самой любимой темы всех форумов про отопление. Знайте, если вы попали на русскоязычный сайт про системы обогрева помещений и в обсуждениях нет ни одного заголовка со словом “спирт”, то это не настоящий форум. На настоящих всегда есть вот такие вопросы. Можно ли лить спирт в систему отопления? Опасен ли спирт для напольного покрытия и отношений с соседями? Не лучше ли заливать спирт не в батареи, а сразу внутрь себя?

На время оставим популярные шутки в стороне и поговорим серьезно. Спирт — прекрасный теплоноситель. Если рассматривать его теплотехнические свойства в отрыве от всего остального, то вырисовывается картина настоящего супермена. Однако, чистый спирт никто в системах отопления не использует — слишком быстро улетучивается. Поэтому рассмотрим достоинства водно-спиртовых растворов, благо спирт охотно смешивается с водой в любых пропорциях.

Хорошая динамическая вязкость. Она у водно-спиртовых растворов чуть больше, чем у воды и гораздо ниже любых антифризов. Значит нам не нужны мощные насосы и большие диаметры труб.

Теплопроводность. Все относительно неплохо и с теплопроводностью. Для неразбавленного этилового спирта этот показатель равен всего 0.160 Вт/(м·K), однако у воды теплопроводность выше в 4 раза — 0.6423 Вт/(м·K). Вот и получается что наш 30-40% водно-спиртовой раствор прекрасно отдает тепло.

Главный минус — пожароопасность. Глядя на эти доводы создается впечатление, что перед нами просто идеальный теплоноситель. Однако, это далеко не так. Первый и самый главный минус спирта — его высочайшая пожароопасность. Обратимся к замечательному документу: “Инструкция по проектированию взрывопожароопасных производств спиртовых ликероводочных и коньячных предприятий пищевой промышленности”. Из приведенной ниже таблицы становится ясно, что уже 25% этанола в растворе приводит к его воспламеняемости. Причем всего при 39°С! С ростом концентрации спирта(а нам она нужна при морозах) температура воспламенения снижается — например для водки она составляет 28°С, а для ее паров — 32°С.

В качестве еще одной иллюстрации этого ключевого недуга рассмотрим бытовую ситуацию. 34% раствор спирта с водой закипает при 85°С. В “среднем по больнице” давление в бытовой системе отопления составляет 2 атмосферы. Наш раствор в таком случае закипит при 107°С. Системы безопасности котлов обычно срабатывают при 90°С, а значит у нас есть внушительная буферная зона безопасности. Но что будет, если система даст течь или трещину? Из труб вырвется разогретая жидкость, которая тут же превратится в пар покинув зону повышенного давления. Контакт с поверхностью разогретой всего до 36°С(смотрим табличку) приведет к воспламенению смеси. Стоит ли рассказывать о том, что будет дальше?

Выводы. В этот раз выводы будут очень простыми. Спирт в системе отопления — удел настоящих смельчаков. Неслучайно все форумные баталии на тему использования спиртосодержащих растворов обычно заканчиваются ничем — мало кто готов рисковать дорогим оборудованием, собственным домом или производством ради небольшой выгоды. Не рекомендуем вам экономить и мы — пользуйтесь качественными антифризами. Или, на худой конец, обычной водой. Она в отличие от спирта не горит.

Источник

Спирты — понятие, свойства, применение

Спирты — сложные органические соединения, углеводороды, обязательно содержащие один или несколько гидроксилов (групп ОН—), связанных с углеводородным радикалом.

История открытия

По мнению историков, уже за 8 веков до нашей эры человек употреблял напитки, содержащие этиловый спирт. Их получали методом сбраживания фруктов или меда. В чистом виде этанол был выделен из вина арабами примерно в VI-VII веках, а европейцами — на пять столетий позже. В XVII веке перегонкой древесины был получен метанол, а в XIX веке химики установили, что спирты — это целая категория органических веществ.

Классификация

— По количеству гидроксилов спирты делят на одно-, двух-, трех-, многоатомные. Например, одноатомный этанол; трехатомный глицерин.
— По тому, с каким числом радикалов связан атом углерода, соединенный с группой ОН—, спирты разделяют на первичные, вторичные, третичные.
— По характеру связей радикала спирты бывают предельными, непредельными, ароматическими. В ароматических спиртах гидроксил связан не напрямую с бензольным кольцом, а через другой (другие) радикалы.
— Соединения, в которых ОН— прямо связана с бензольным циклом, считаются отдельным классом фенолов.

Свойства

В зависимости от того, сколько в молекуле углеводородных радикалов, спирты могут быть жидкими, вязкими, твердыми. Водорастворимость уменьшается с ростом количества радикалов.

Простейшие спирты смешиваются с водой в любых пропорциях. Если же в молекулу входит более 9 радикалов, то вообще не растворяются в воде. Все спирты хорошо растворяются в органических растворителях.
— Спирты горят, выделяя большое количество энергии.
— Вступают в реакции с металлами, в результате чего получаются соли — алкоголяты.
— Взаимодействуют с основаниями, проявляя качества слабых кислот.
— Реагируют с кислотами и ангидридами, проявляя оснóвные свойства. Результатом реакций являются сложные эфиры.
— Воздействие сильными окислителями приводит к образованию альдегидов или кетонов (в зависимости от вида спирта).
— При определенных условиях из спиртов получают простые эфиры, алкены (соединения с двойной связью), галогенуглеводороды, амины (производные от аммиака углеводороды).

Спирты токсичны для человеческого организма, некоторые — ядовиты (метилен, этиленгликоль). Этилен оказывает наркотическое воздействие. Опасны и пары спиртов, поэтому работы с растворителями на основе спирта должны производиться с соблюдением техники безопасности.

Тем не менее, спирты участвуют в естественном метаболизме растений, животных и человека. К категории спиртов относятся такие жизненно важные вещества как витамины A и D, стероидные гормоны эстрадиол и кортизол. Более половины липидов, поставляющих энергию нашему организму, имеют в своей основе глицерин.

Применение

— В органическом синтезе.
— Биотопливо, добавки в топливо, ингредиент тормозной жидкости, гидравлических жидкостей.
— Растворители.
— Сырье для производства ПАВ, полимеров, пестицидов, антифризов, взрывчатых и отравляющих веществ, бытовой химии.
— Душистые вещества для парфюмерии. Входят в состав косметических и медицинских средств.
— Основа алкогольных напитков, растворитель для эссенций; сахарозаменитель (маннит и т.п.); краситель (лютеин), ароматизатор (ментол).

В нашем магазине можно купить спирты разного вида.

Бутиловый спирт

Одноатомный спирт. Применяется в качестве растворителя; пластификатора при изготовлении полимеров; модификатора формальдегидных смол; сырья для органического синтеза и получения душистых веществ для парфюмерии; добавки к топливу.

Фурфуриловый спирт

Одноатомный спирт. Востребован для полимеризации смол и пластиков, как растворитель и пленкообразователь в лакокрасочной продукции; сырье для органического синтеза; связующий и уплотняющий агент при производстве полимербетона.

Изопропиловый спирт (пропанол-2)

Вторичный одноатомный спирт. Активно используется в медицине, металлургии, химпроме. Заменитель этанола в парфюмерных, косметических, дезинфицирующих продуктах, средствах бытовой химии, антифризах, очистителях.

Этиленгликоль

Двухатомный спирт. Применяется при производстве полимеров; красок для типографий и текстильного производства; входит в состав антифризов, тормозных жидкостей, теплоносителей. Используется для осушения газов; как сырье для органического синтеза; растворитель; средство для криогенной «заморозки» живых организмов.

Глицерин

Трехатомный спирт. Востребован в косметологии, пищепроме, медицине, как сырье в орг. синтезе; для изготовления взрывчатого вещества нитроглицерина. Применяется в сельском хозяйстве, электротехнике, текстильной, бумажной, кожевенной, табачной, лакокрасочной индустрии, в производстве пластиков и средств бытовой химии.

Маннит

Шестиатомный (многоатомный) спирт. Применяется как пищевая добавка; сырье для изготовления лаков, красок, олиф, смол; входит в состав ПАВ, парфюмерных продуктов.

Источник

Применение спиртов: все грани таинственного вещества!

Применение спиртов во многих сферах деятельности — медицине, косметологии, промышленности — делают эти органические соединения незаменимым продуктом для человека.

Спирты завораживают. Они многообразны. Способны приносить, подобно ядам, пользу и вред. Имеют загадочную этимологию: слово пришло в наш язык благодаря заимствованию английского spirit (от spiritus — лат. «душа, дух, дыхание»).

История открытия

Хмельные напитки, в состав которых входит этанол — одноатомный винный спирт, знакомы человечеству с древности. Их готовили из меда и перебродивших фруктов. В древнем Китае в напитки добавляли также рис.

Спирт из вина был получен на Востоке (VI —VII вв.). Европейские ученые создали его из продуктов брожения в XI в. Российский царский двор познакомился с ним в XIV в.: генуэзское посольство презентовало его как живую воду («аква вита»).

Т.Е. Ловиц, русский ученый XVIII в., впервые получил опытным путем абсолютный этиловый спирт при перегонке с использованием поташа — карбоната калия. Для очистки химик предложил применять древесный уголь.

Благодаря научным достижениям XIX —XX вв. стало возможным глобальное использование спиртов. Ученые прошлого разработали теорию строения водно-спиртовых растворов, исследовали их физико-химические свойства. Открыли способы брожения: циклический и непрерывно-проточный.

Значимые изобретения химической науки прошлого, которые сделали реальным полезное свойство спиртов:

Был открыт гомологический ряд спиртовых веществ. Проведены серии экспериментов по синтезу метанола, этиленгликоля. Передовые научные исследования послевоенных лет XX века помогли улучшить качество производимой продукции. Подняли уровень отечественной спиртовой промышленности.

Распространение в природе

В природе спирты встречаются в свободным виде. Вещества также являются компонентами сложных эфиров. Естественный процесс брожения содержащих углеводы продуктов создает этанол, а также бутанол-1, изопропанол. Спирты в хлебопекарной промышленности, пивоварении, виноделии связано с использованием процесса брожения в этих отраслях. Большая часть феромонов насекомых представлена спиртами.

Спиртовые производные углеводов в природе:

Многие растительные душистые вещества — это терпеновые спирты:

Желчь человека, животных содержит желчные многоатомные спирты:

Вредное воздействие на организм

Повсеместное использование спиртов в сельском хозяйстве, промышленности, военном деле, транспортной сфере делают их доступными для рядовых граждан. Это становится причиной острых, в том числе массовых, отравлений, летальных исходов.

Опасность метанола

Опасным ядом является метанол. Он токсично воздействует на сердце, нервную систему. Прием внутрь 30 г метанола приводит к смерти. Попадание меньшего количества вещества — причина тяжелых отравлений с необратимыми последствиями (слепотой).

Предельно допустимая его концентрация в воздухе на производстве — 5 мг/м³. Опасны жидкости, содержащие даже минимальное количество метанола.

При легких формах отравления проявляются симптомы:

По вкусу, запаху метанол не отличается от этанола. Это становится причиной ошибочного употребления яда внутрь. Как отличить этанола от метанола в домашних условиях?

Медную проволоку сворачивают спиралью и сильно накаляют на огне. При ее взаимодействии с этанолом чувствуется запах прелых яблок. Соприкосновение с метанолом запустит реакцию окисления. Станет выделяться формальдегид — газ с неприятным резким запахом.

Токсичность этанола

Этанол способен вызвать:

Производство спиртов и их оборот регулируются государством. Этанол не признан юридически наркотиком. Но его токсичное воздействие на организм доказано.

Особенно разрушительным становится влияние на головной мозг. Уменьшается его объем. Происходят органические изменения нейронов коры мозга, их повреждение и гибель. Возникают разрывы капилляров.

Нарушается нормальная работа желудка, печени, кишечника. При чрезмерном употреблении крепкого алкоголя появляются острые боли, диарея. Слизистая оболочка органов желудочно-кишечного тракта повреждается, застаивается желчь.

Ингаляционное воздействие спиртов

Общераспространенное использование спиртов во многих отраслях промышленности создает угрозу их ингаляционного воздействия. Токсичное воздействие исследовали на крысах. Получены результаты приведены в таблице.

Спирты	Ингаляционная концентрация	Время воздействия	Результат воздействия
метанол	3,2 %	18—21 ч	летальный исход
2,3 %	8 ч	наркотический эффект
0,8 %	8 ч	летаргия
этанол	3,2 %	8 ч	частичная летальность
2,2 %	8 ч	глубокий наркоз
0,64 %	8 ч	летаргия
изопропанол	1,2 %	8 ч	летальность, 50 %
1,2 %	4 ч	наркотический эффект

Пищевая промышленность

Этанол — основа алкогольных напитков. Его получают из сахарной свеклы, картофеля, винограда, злаковых культур — ржи, пшеницы, ячменя, другого сырья, содержащего сахар или крахмал. В процессе производства применяются современные технологии очистки от сивушных масел.

Содержание этилового спирта — основа классификации алкогольных напитков.

Они подразделяются на:

Этанол является сырьем для натурального уксуса. Продукт получается при окислении уксуснокислыми бактериями. Аэрирование (принудительное насыщение воздухом) — необходимое условие процесса.

Этанол в пищевой промышленности не единственный спирт. Глицерин — пищевая добавка Е422 — обеспечивает соединение несмешиваемых жидкостей. Его используют при изготовлении кондитерских, макаронных, хлебобулочных изделий. Глицерин входит в состав ликеров, придает напиткам вязкость, сладкий вкус.

Применение глицерина благоприятно влияет на продукцию:

Распространено использование спиртов как сахарозаменителей. Для этого по свойствам подходят маннит, ксилит, сорбит.

Парфюмерия и косметика

Вода, спирт, парфюмерная композиция (концентрат) — основные компоненты парфюмерных продуктов. Они используются в разных пропорциях. Таблица представляет виды парфюмерных изделий, пропорции главных составных частей.

Продукт	Доля спирта	Доля концентрата
Духи	96 %	25-30 %
Дневные духи	90 %	5 — 25 %
Туалетная вода	85 %	6 — 15 %
Одеколон	70 — 80 %	6 %

В производстве парфюмерной продукции этанол высшей очистки выступает растворителем душистых веществ. При реакции с водой образуются соли, которые выпадают в осадок. Раствор несколько дней отстаивается и фильтруется.

2-фенилэтанол в парфюмерной и косметической промышленности заменяет натуральное розовое масло. Жидкость обладает легким цветочным запахом. Входит в состав фантазийных и цветочных композиций, косметического молочка, кремов, эликсиров, лосьонов.

Основной базой многих средств по уходу является глицерин. Он способен притягивать влагу, активно увлажнять кожу, делать ее эластичной. Сухой, обезвоженной коже полезны крема, маски, мыла с глицерином: он создает на поверхности влагосберегающую пленку, сохраняет мягкость кожного покрова.

Существует миф: что использование спирта в косметике вредно. Однако эти органические соединения — необходимые для производства продукции стабилизаторы, носители активных веществ, эмульгаторы.

Спирты (особенно жирные) делают средства по уходу кремообразными, смягчают кожу и волосы. Этанол в шампунях и кондиционерах увлажняет, быстро испаряется после мытья головы, облегчает расчесывание, укладку.

Медицина

Этанол в медицинской практике используют как антисептик. Он уничтожает микробы, предупреждает разложение в открытых ранах, задерживает болезненные изменения крови.

Его подсушивающее, обеззараживающее, дубящее свойства — причина использования для обработки рук медицинского персонала до работы с пациентом. Во время искусственной вентиляции легких этанол незаменим как пеногаситель. При нехватке медикаментозных средств становится компонентом общей анестезии.

При отравлении этиленгликолем, метанолом этанол становится противоядием. После его приема уменьшается концентрация токсичных веществ. Применяют этанол в согревающих компрессах, при растирании для охлаждения. Вещество восстанавливает организм при лихорадочном жаре и простудном ознобе.

Спирты в лекарственных средствах и их воздействие на человека исследует наука фармакология. Этанол как растворитель используют при изготовлении экстрактов, настоек целебного растительного сырья (боярышника, перца, женьшеня, пустырника).

Принимать эти жидкие лекарственные средства можно только после врачебной консультации. Необходимо строго следовать предписанной медиком дозировке!

Топливо

Коммерческая доступность метанола, бутанола-1, этанола — причина использования их в качестве топлива. Смешивают с дизельным топливом, бензином, применяют как горючее в чистом виде. Смеси позволяют уменьшить токсичность выхлопных газов.

Спирт, как альтернативный источник горючего имеет свои минусы:

Однако газовые и нефтяные ресурсы исчерпаемы. Поэтому применение спиртов в мировой практике стало альтернативой использования привычного топлива. Налаживается их массовое производство из отходов промышленности (целлюлозно-бумажной, пищевой, деревообрабатывающей) — одновременно решается проблема утилизации.

Промышленная переработка растительного сырья позволяет получить экологически чистое биотопливо — биоэтанол. Сырьем для него является кукуруза (США), сахарный тростник (Бразилия).

Положительный энергетический баланс, возобновляемость топливного ресурса делают производство биоэтанола популярным направлением мировой экономики.

Растворители, поверхностно-активные вещества

Кроме производства косметики, парфюмерии, жидких лекарственных средств, кондитерских изделий спирты еще являются хорошими растворителями:

Спирт как растворитель:

Популярные растворители — изопропанол, этанол, метанол. Также используют многоатомные и циклические вещества: глицерин, циклогексанол, этиленгликоль.

Поверхностно-активные вещества производят из высших жирных спиртов. Полноценный уход за автомобилем, посудой, квартирой, одеждой возможен благодаря ПАВ. Они входят в состав чистящих, моющих средств, используются во многих отраслях экономики (см. таблицу).

Отрасль	ПАВ: функции, свойства
Сельское хозяйство	Входят в состав эмульсий; увеличивают продуктивность процесса передачи растениям питательных веществ
Строительство	Уменьшают водопотребность бетона, цементных смесей; увеличивают морозостойкость, плотность материалов
Кожевенная промышленность	Предотвращают слипание, повреждения изделий
Текстильная промышленность	Снимают статическое электричество
Металлургия	Снижают трение; способны выдержать высокие температуры
Бумажная промышленность	Разделяют вареную целлюлозу от чернил в процессе переработки использованной бумаги
Лакокрасочная промышленность	Способствуют полному проникновению краски на поверхности, включая небольшие углубления

Применение спиртов в пищевой промышленности, медицине, производстве парфюмерии и косметике, использование в качестве топлива, растворителей, поверхностно-активных веществ положительно сказывается на состояние экономики страны. Приносит удобство в жизнь человека, но требует соблюдения техники безопасности из-за токсичности веществ.

Источник