Glicerina: formula strutturale, proprietà e applicazioni

Questo è il più semplice alcol triatomico. La formula chimica del glicerolo è C ₃ H ₅ (OH) ₃ . È un liquido viscoso chiaro. Inodore, sapore dolce. Non è velenoso, quindi è ampiamente usato nella vita quotidiana, nell'industria alimentare, nei cosmetici e nella medicina. La formula strutturale del glicerolo è mostrata nella figura. Ma come viene estratto?

Modi per ottenere la glicerina

Quasi tutto il glicerolo industriale è derivato dal grasso. Da un punto di vista chimico, sono esteri del glicerolo. Durante la saponificazione di questi grassi (sapone), la glicerina si forma come sottoprodotto. Quindi è molto facile distinguersi dalla miscela di reazione.

È possibile sintetizzare la glicerina in altri modi. Ad esempio, da acetone. In questo caso, viene ridotto con idrogeno per ottenere alcol isopropilico. Nella fase successiva, una molecola d'acqua viene scissa dalla disidratazione per produrre propilene, che viene poi clorurato. Il risultante dicloropropano viene nuovamente clorurato per ottenere tricloropropano. L'ultima fase della produzione di glicerolo è l'idratazione quando riscaldata. A questo punto, tutte e tre le molecole di cloro vengono sostituite da gruppi ossidrile. In un modo simile ora nel settore ricevono una sostanza sintetica. Solo come materia prima viene utilizzato il propilene, che viene rilasciato dai gas laterali durante la distillazione dell'olio.

Ma dal propilene per ottenere la glicerina può essere un altro modo. Per questo, il propilene viene ossidato in acroleina. L'ossidazione viene effettuata con ossigeno dell'aria in presenza di un catalizzatore (rame) e temperatura elevata. Successivamente, viene aggiunto perossido di idrogeno, per dare l'alcool aldeide diidrico. L'ossido di osmio (VIII) è usato come catalizzatore per questa reazione. Il gruppo aldeidico nel composto risultante viene idrogenato, trasformandolo in un terzo gruppo idrossile. Quindi risulta glicerina.

Un'altra versione della sintesi in un certo momento propose EE Wagner. Ossidando l'alcol allilico con il permanganato di potassio in un mezzo alcalino, il glicerolo può essere ottenuto in un'unica fase.

Proprietà fisiche

La glicerina è un liquido incolore, inodore con un sapore dolciastro. È igroscopico, cioè tende ad assorbire acqua. Alla temperatura di 20 ° C si scioglie e ad una temperatura di 290 ° C bolle con decomposizione parziale. Miscelato con acqua e alcoli in qualsiasi rapporto. Questo è dovuto alla formula chimica. I gruppi idrossile permettono al glicerolo di formare molti legami idrogeno con le molecole d'acqua. Questo fornisce la dissoluzione.

Facciamo sciogliere la glicerina anche nell'acetone e in alcune altre sostanze organiche. Insolubile in benzene ed eteri. Lui stesso può essere tale per molti composti organici e inorganici. La sua densità allo stato liquido è 1,26 g / cm ³ . Vale anche la pena notare che la glicerina è un liquido molto viscoso. La proprietà è 1474 volte più dell'acqua.

Proprietà chimiche

Venendo da formula strutturale la glicerina contiene tre gruppi idrossile. Pertanto, le reazioni chimiche degli alcoli monoidrici saranno caratteristiche di questo. Inoltre, le proprietà acide del glicerolo sono molto più forti di quelle di qualsiasi altro alcool monoidrico. Quindi, può interagire con i metalli, i loro ossidi o alcali. Di seguito sono presentate le equazioni delle reazioni chimiche del glicerolo.

Può anche entrare in reazioni di disidratazione, formando molti prodotti diversi. Quindi prendi acroleina.

Separatamente, dovrebbe essere detto sulla sostituzione di un gruppo ossidrile per alogeno. Questo può accadere quando la glicerina interagisce con l'alogenuro di idrogeno. Come si può vedere dalla formula strutturale del glicerolo, come risultato della reazione, si possono formare mono-, di- e tri-derivati. Una sostituzione più completa può essere ottenuta se l'interazione viene effettuata con alogenuri di fosforo.

Ma la glicerina ha proprietà specifiche che sono uniche per gli alcoli polivalenti. Ad esempio, interagisce con l'idrossido di rame (II) per formare un composto complesso di colore blu - glicerato di rame. Questa reazione è qualitativa per tutti gli alcoli polivalenti.

Personaggi per lui e la reazione di esterificazione. Questa è la reazione di interazione con gli acidi, che si traduce in un estere. Inoltre, la glicerina viene esterificata con entrambi gli acidi organici e minerali. Ad esempio, nitrico. Questa reazione è anche chiamata nitrazione. Di conseguenza, risulta molto utile, ma estremamente esplosivo, la nitroglicerina. Di nuovo, dalla formula strutturale del glicerolo, si può vedere che non tutti i gruppi ossidrilici possono essere erificati. Tutto dipende dalle condizioni di reazione.

Quando si interagisce con l'idrogeno ad alta pressione e in presenza di catalizzatori, uno dei gruppi ossidrile viene ridotto. Come conseguenza della reazione, si ottiene un alcool diidrico - glicole propilenico.

La glicerina può anche entrare in reazioni di policondensazione, formando una miscela di poligliceroli. Per questo, viene riscaldato per un tempo molto lungo fino a quasi 300 ° C in un ambiente debolmente alcalino. La formula chimica della glicerina viene rivista.

ossidazione

La glicerina ha molte opzioni di ossidazione. Il prodotto finale dipende dalla natura dell'agente ossidante, dai catalizzatori e da altre condizioni di reazione. Pertanto, la glicerina può essere ossidata da agenti ossidanti forti, ad esempio dicromato di potassio in un mezzo acido. Come risultato di questa reazione, tutta la glicerina viene decomposta in anidride carbonica e acqua.

L'ossidazione può verificarsi più delicatamente. Ad esempio, reagendo con il perossido di idrogeno, si ottiene un'aldeide o un chetone. I sali di ferro (II) sono usati come catalizzatore.

L'ossidazione può essere effettuata per ottenere acido glicerico. In questo caso, l'interazione viene eseguita con un concentrato acido nitrico. Uno dei gruppi ossidrile è semplicemente ossidato nel gruppo carbossile. Altri acidi esotici sono anche ottenuti dalla glicerina. Quando si interagisce con una soluzione di permanganato di potassio, si formano acidi tartronici e mesoxalici. E quando si ossida con ossigeno dell'aria con riscaldamento in presenza di idrossido di bario, si ottiene una miscela di acido ossalico e formico. La glicerina con acido iodico può essere ossidata in formica e formaldeide.

Applicazioni industriali

A causa della sua composizione e proprietà, la glicerina viene utilizzata nell'industria.

1. Nell'industria tessile, viene utilizzato per realizzare tessuti morbidi ed elastici, oltre che per la sintesi di coloranti e fibre sintetiche.
2. Viene utilizzato nella produzione di determinati tipi di carta.
3. Nell'industria della pelle, le sue soluzioni sono utilizzate per la concia e l'ingrassamento della pelle.
4. In agricoltura, i semi vengono trattati con glicerina per garantire una germinazione più stabile.
5. Nell'industria delle vernici, la glicerina viene utilizzata per la sintesi di composti lucidanti e vernici.
6. Nella produzione di materiali di imballaggio, come il cellophane, è usato come plastificante.
7. I polimeri a base di glicerina sono utilizzati per il confezionamento. La carta impregnata di glicerina acquisisce qualità resistenti al fuoco.

Applicazione nell'industria alimentare

La glicerina è un integratore alimentare E422. È usato come stabilizzatore per preservare e aumentare la viscosità dei prodotti. Viene utilizzato nella produzione di prodotti da forno e dolciumi (in particolare cioccolato) come addensante e agente di mantenimento dell'umidità. Aiuta ad aggiungere volume ai prodotti finiti. Grazie a questo integratore, il pane può rimanere fresco più a lungo.

Gli estratti a base di glicerina vengono spesso aggiunti alle bevande. Ti permettono di rendere il loro gusto meno acuto. Viene anche usato nella produzione di alcol. Aggiungere e tabacco per regolare l'umidità, eliminare il gusto irritante.

Applicazioni mediche

La glicerina fa parte di alcuni farmaci che vengono utilizzati nel trattamento delle malattie della pelle. Ha proprietà antisettiche, previene l'infezione delle ferite. Aiuta anche a ridurre la pressione intracranica e intraoculare, quindi è usato nel trattamento dell'edema cerebrale.

A causa del fatto che la glicerina è un buon solvente, viene utilizzata attivamente nell'industria farmacologica. Con questa sostanza, è possibile ottenere una concentrazione molto elevata dell'ingrediente attivo. Può anche dare la consistenza desiderata delle droghe. Viene spesso aggiunto a pomate e creme, perché impedisce l'evaporazione dell'umidità e l'essiccazione.

Applicazione in cosmetologia

La glicerina fa parte di molti cosmetici: saponi, shampoo, creme, maschere idratanti. Quando viene a contatto con la pelle in piccole quantità, mantiene l'umidità negli strati superiori della pelle. Tuttavia, alcuni sostengono che l'uso frequente di prodotti con una base di glicerina priva la pelle dell'umidità naturale e esacerba solo la secchezza. Inoltre, la glicerina viene spesso utilizzata come additivo nel sapone. Quindi la sua capacità di lavaggio aumenta.

Effetto sul corpo umano

La glicerina è ben assorbita dal corpo, poiché è facilmente trasformabile in grasso dal sistema digestivo. Per questo motivo, non è considerato tossico. Il consumo giornaliero di questa sostanza non è limitato. Ma non dimenticare che la glicerina è igroscopica, quindi porta a un grande rilascio di buoi nel corpo, cioè, c'è il rischio di disidratazione. Per questo motivo, il suo uso nei prodotti alimentari è rigorosamente regolamentato. Quando viene a contatto con la pelle, ha anche un effetto essiccante. Ci sono ancora dibattiti sulla necessità di utilizzare sostanze nei cosmetici.

Quindi, l'articolo ha esaminato la composizione e le proprietà della glicerina, la sua applicazione.