OXYDE D'ÉTHYLÈNE: STRUCTURE, PROPRIÉTÉS, RISQUES ET UTILISATIONS - CHIMIE - 2025

L' oxyde d'éthylène est un composé organique de la famille des époxydes. À température ambiante, il est gazeux, incolore et, bien qu'il soit presque inodore, il a une légère odeur sucrée, semblable à celle des éthers.

C'est un bloc de construction chimique très polyvalent, car il est utilisé dans une grande variété d'applications industrielles pour la fabrication d'autres composés chimiques à usages multiples. Cela est dû à sa réactivité élevée, c'est-à-dire à sa facilité de réaction avec d'autres substances.

Structure spatiale de l'oxyde d'éthylène. Boules noires: atomes de carbone; boules blanches: atomes d'hydrogène; boule rouge: atome d'oxygène. Benjah-bmm27. Source: Wikimedia Commons.

L'une de ses principales applications est comme matière première dans la fabrication de composants antigel pour radiateurs de véhicules. Ses dérivés sont utilisés comme ingrédients dans les nettoyants industriels ou ménagers, les produits cosmétiques et les shampooings, les plastifiants, les préparations pharmaceutiques ou les pommades.

C'est un désinfectant largement utilisé, par exemple, dans la stérilisation du matériel médical et dentaire, car il est capable de détruire les virus, les bactéries, les champignons et les spores, en particulier dans des conditions sèches. De plus, il a été utilisé pour fumiger des produits alimentaires pour l'emballage, bien que cette utilisation soit remise en question.

Malgré son utilité, il doit être manipulé avec une extrême prudence, car il peut provoquer une irritation des yeux et de la peau. L'inhalation d'oxyde d'éthylène pendant de longues périodes peut affecter le système nerveux. Par conséquent, les personnes exposées à ses vapeurs ou solutions doivent porter des vêtements et des équipements de protection.

Structure

Sa formule moléculaire est C ₂ H ₄ O. Il appartient au groupe des époxydes, étant le plus simple et le plus important d'entre eux. Il a la forme d'un anneau à trois chaînons.

Structure de l'oxyde d'éthylène. Source: Wikimedia Commons

En raison de sa structure cyclique triangulaire, l'oxyde d'éthylène est très réactif, ce qui est dû à la facilité avec laquelle le cycle s'ouvre. En moyenne, les angles de liaison sont de 60 °, ce qui rend vos liaisons faibles. La molécule est moins stable que celle d'un éther linéaire et a tendance à réagir facilement avec d'autres composés chimiques.

Propriétés

Autres noms

- Oxirano.

- Epoxyéthane.

État physique

A température ambiante et sous pression atmosphérique, c'est un gaz. En dessous de 10,6 ºC et sous pression atmosphérique, c'est un liquide. En dessous de -111 ° C, c'est un solide.

Poids moléculaire

44,05 g / mol.

Point d'inflammation

Moins de 0 ° F (-17,8 ° C).

Densité

Sa densité est inférieure à celle de l'eau, étant de 0,882 à 10 ºC. À son tour, ses vapeurs sont plus lourdes que l'air.

Solubilité

Il est soluble dans l'eau, le benzène, l'acétone, l'éthanol et l'éther. Il est miscible avec le tétrachlorure de carbone.

La température d'auto-inflammation

428,9 ° C

Autres propriétés

- S'il est soumis à un échauffement ou à une contamination, il peut polymériser de manière exothermique (produisant une grande quantité de chaleur). Si la polymérisation se produit à l'intérieur d'un récipient, elle peut se rompre violemment.

- Peut réagir avec des matières oxydantes.

- Il est extrêmement toxique, cancérigène et un bon générateur de mutations dans les bactéries et les cellules de mammifères.

Production

À l'échelle industrielle, il est préparé en oxydant de l'éthylène avec de l'oxygène (O ₂) de l'air. La vitesse de cette réaction augmente avec la présence d'argent métallique (Ag) et l'action de la température. La réaction est illustrée ci-dessous:

Ag, 250 ° C

2C ₂ H ₄ + O ₂ -------> 2C ₂ H ₄ O

Éthylène Oxyde d'éthylène

Des risques

Pour la santé

- Il a été rapporté qu'il provoque des troubles neurologiques et peut entraîner la mort. La concentration la plus faible pouvant générer des effets toxiques par inhalation est de 12 500 ppm / 10 secondes (ppm signifie: parties par million).

- C'est un puissant irritant pour la peau, les yeux et les voies respiratoires.

- L'exposition à des vapeurs à forte concentration d'oxyde d'éthylène peut provoquer une irritation oculaire, une inflammation de la membrane oculaire et des lésions de la cornée.

- Le développement de cataractes a été associé à une exposition à ses vapeurs et éclaboussures. Avec des solutions concentrées, des lésions oculaires graves se produisent.

- Le contact de solutions aqueuses d'oxyde d'éthylène avec la peau provoque une irritation et peut entraîner une dermatite sévère avec cloques et brûlures.

- Son inhalation peut affecter le système nerveux, provoquant des maux de tête et des nausées, entre autres symptômes.

Incendie

- Lorsqu'il est exposé à une flamme ou à la chaleur, il existe un risque d'explosion. Lorsqu'il est chauffé, des fumées dangereuses sont générées.

- La vapeur forme des mélanges explosifs avec l'air dans une large gamme de concentrations.

- Évitez de le manipuler avec des équipements contenant des métaux tels que le cuivre, l'argent, le mercure, le magnésium, l'aluminium ou les oxydes de fer, ainsi que les agents tels que l'ammoniac, les agents oxydants, les acides organiques ou les bases, entre autres. Tous ces matériaux peuvent accélérer la polymérisation et / ou l'explosion.

Applications

Applications industrielles

Il est utilisé comme intermédiaire dans la production d'autres produits chimiques, qui à leur tour sont utilisés dans la fabrication de fibres de polyester pour les vêtements, les tissus d'ameublement, les tapis et les oreillers.

L'oxyde d'éthylène produit l'éthylène glycol qui est utilisé dans l'antigel des moteurs de véhicules. L'éthylène glycol est également utilisé dans la fabrication de films d'emballage en fibre de verre et en plastique.

Les autres produits chimiques produits à partir d'oxyde d'éthylène comprennent les surfactants non ioniques utilisés dans les détergents et les préparations pour plats.

Applications médicales

Il est utilisé comme agent stérilisant pour les équipements médicaux, tels que les instruments chirurgicaux, les aiguilles et les injecteurs ou prothèses hypodermiques.

Il est également utilisé pour stériliser des machines d'hémodialyse, du matériel de laboratoire, des instruments dentaires, des instruments vétérinaires, des thermomètres, des vêtements chirurgicaux ou du matériel de premiers soins, entre autres.

Salle de stérilisation. Source: pixabay.com

Bien qu'il existe plusieurs méthodes disponibles pour stériliser le matériel médical, dans certaines utilisations, aucun traitement disponible ne peut remplacer l'oxyde d'éthylène.

C'est le cas de la stérilisation de certains matériaux sensibles à la chaleur et aux rayonnements, ainsi que de certains instruments et dispositifs nécessitant une stérilisation sur le site d'utilisation dans les hôpitaux.

Bibliothèques et musées

Dans ces endroits, l'oxyde d'éthylène est utilisé pour lutter contre les ravageurs tels que les champignons et les insectes. Cependant, cette utilisation n'est pas aussi courante et est utilisée lorsque d'autres alternatives ne sont pas efficaces.

Agriculture et alimentation

Il a été utilisé comme pesticide, fongicide, fumigant, herbicide, insecticide, rodenticide, entre autres variantes. Réduit considérablement la population de bactéries et de champignons dans les épices.

Cependant, pour des raisons de sécurité et d'environnement, l'utilisation d'oxyde d'éthylène pour la fumigation des aliments a été interdite dans l'Union européenne et aux États-Unis.

Références

1. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis. (2019). Oxyde d'éthylène. Récupéré de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Faits sur la sécurité chimique. (2019). Oxyde d'éthylène. Récupéré de Chemicalsafetyfacts.org
3. Morrison, Robert Thornton; et Boyd, Robert Neilson. 1992. Chimie organique. Prentice Hall.
4. Moerman, F. et Mager, K. (2016). Nettoyage et désinfection dans les installations de transformation des aliments secs. In Handbook of Hygiene Control in the Food Industry (deuxième édition). Récupéré de sciendirect.com.
5. Eastmond, David A. et Balakrishnan, Sharada. (2010). Génotoxicité des pesticides. In Handbook of Pesticide Toxicology (Troisième édition). Récupéré de sciencedirect.com
6. Atungulu, GG et Pan, Z. (2012). Décontamination microbienne des noix et des épices. Dans la décontamination microbienne dans l'industrie alimentaire. Récupéré de sciencedirect.com