Альдегиды и кетоны

Введение

   Синтез высокомолекулярных  соединений  представляет собой процесс соединения многих молекул  индивидуальных  химических  веществ (мономеров) нормальными химическими связями в единую макромолекулу полимера.

   Реакция образования  полимера, протекающая без выделения других химических соединений называется реакцией полимеризации. Превращение мономеров в полимеры, сопровождающейся выделением побочных продуктов носит название поликонденсации.

   Высокомолекулярные органические  соединения, на  основе которых изготавливают большинство пластмасс, также называют смолами.

   К группе поликонденсационных смол относят полиэфирные, получаемые путем  конденсации  многоосновных  кислот  с  многоатомными спиртами, фенолформальдегидные и другие.

   На основе феноло-формальдегидных смол изготовляют пластические массы, называемые фенопластами.

   Все пластические массы по составу делят  на  простые  и  сложные. Простые  пластмассы состоят в основном из связующего, иногда с добавлением  небольшого  количества  вспомогательных  веществ (краситель, смазка  и  др.).В состав большинства пластмасс кроме связующего, входят и др.).Такие пластмассы носят название название сложных и композиционных.

   Прессматериалы называют композиции на основе  высокополимерных продуктов (искусственных смол, эфиров целлюлозы, битумов) из которых различными методами формирования (прямое прессование, литье) изготавливают разнообразные изделия.

   Прессматериалы, содержащие смолы, которые отверждаются в процессе прессования изделий, называют термореактивными.

   В результате отверждения связующего вещества изделие  приобретает  механическую  прочность  уже в прессформе при температуре прессования и теряет  способность  размягчаться  при  повторном нагревании:  смола  в отвержденом изделии неспособна плавится и растворятся. Такой процесс отверждения необратим.

   К термореактивным   относятся  прессматериалы  типа  фенопластов, аминопластов содержащие главным образом поликонденсационные смолы.

   Прессматериалы, называемые термопластичными  или  термопластами, содержат, связующие вещества не отверждающиеся в процессе прессования или литья изделий. В этом случае изделия приобретают  механическую прочность  только  после  некоторого  охлаждения  в прессформе.

   Для изготовления  фенопластов  в качестве связующего применяют феноло-формальдегидные смолы, а также смолы, получаемые при  частичной замене  фенола  другими веществами (анилин и др.) и частичной или  полной  замене  формальдегида  другими  альдегидами (фурфурол и др).

   В зависимости от соотношения между  фенолом  и  формальдегидом примененного катализатора  (кислый, щелочной)  и условий реакций смолообразования получаются смолы двух типов — новолачные и резольные.

   Новолачные смолы сохраняют способность плавится  и  растворятся после  многократного  нагревания до температуры, принятой при прессовании изделий из фенопластов.

   Резольные смолы  при  повышенной  температуре, а при длительном хранении даже при обычной температуре переходят в  неплавкое  и нерастворимом состояние.

   Быстрое отверждение новолачных смол происходит только в в присутствии специальных отверждающих средств главным образом уротропина (гексаметилентетрамин). Для отверждения резольных смол не требуется добавления отверждающих средств.

   В процессе отверждения резольных смол различают  три  стадии. В стадии А (резол) смола сохраняет способность плавиться и растворяться. В стадии В (резитол) смола уже практически не плавится, но еще способна  набухать в соответствующих растворителях. В стадии С резит (смола) неплавка и даже не набухает в растворителях.

Источники

Все чаще в экологических сводках крупных городов мелькает информация о превышении нормы Фольмадегида в атмосферном воздухе. Если такое состояние воздуха совпадает с НМУ, МЧС рекомендует жителям отказаться от прогулок, чаще промывать нос, использовать марлевые повязки и барьерные капли.

В Зап. Европе вещество принадлежит к числу 28 наиболее опасных соединений, находящихся в реестре потенциально токсичных химических веществ. Откуда берется яд в воздухе? Источниками его образования являются все виды транспорта — в том числе, железнодорожный транспорт, самолеты и автотранспорт, в результате эксплуатации которых токсическое вещество выделяется в выхлопах.

Первая помощь и лечение

При отравлении пищей, включающей в состав формальдегид, пострадавшего необходимо доставить в больницу, вызвав медицинских работников. В случае необходимости, если пациенту требуется незамедлительная помощь, помогут экстренные меры:

• удалить остатки яда из желудка с помощью промывания или вызова искусственной рвоты;
• больному необходимо принять активированный уголь с расчетом 1 таблетка на 10 кг веса, предварительно растворив его в воде. В течение 2 часов следует опорожнить желудок;
• при интоксикации необходимо обеспечить человеку приток свежего воздуха, открыв настежь окна и двери или вывести пострадавшего на улицу;
• поможет нейтрализовать действие яда ингаляции с помощью воды и нашатыря, которые способны вывести переизбыток соединения;
• при проникновении канцерогена на кожу и слизистые покровы их следует обильно промыть водой и протереть нашатырем;
• при попадании в органы зрения глаза закапывают каплями следующего состава: 8 капель адреналина и 2 капли новокаина, которые способны нейтрализовать яд;
• при заглатывании раствора помогут хлорид или углекислый аммоний, которые не дают соединению всосаться в кровеносную систему;
• если больной потерял сознание, его укладывают на левый бок, чтобы избежать проникновения рвотных масс в органы дыхания и удушья.

Пострадавшему рекомендуется обильное питье, а также применение нашатырно-анисовых капель. С целью предупреждения печеночной недостаточности или отказа почек применяют глюкозо-новокаиновый раствор.

В некоторых случаях применяются лекарства, стабилизирующие работу сердца и сосудов, седативные препараты, дыхательные аналептики.

В условиях стационара пострадавшему могут провести процедуру гемодиализа, при которой кровь пропускают сквозь мембраны, что является эффективной мерой по устранению токсинов.

В вены пациента вводят изотонический раствор или глюкозу совместно с диуретиком. Кроме того, специалистам необходимо контролировать работу центральной нервной системы и сердца. Для предупреждения расстройств печени применяются витаминные комплексы и гепатопротекторы.

Способы снижения вреда

Безопасными для здоровья и ногтей считаются лаковые материалы без толуола, камфары и формальдегида. К сожалению, не все производители предлагают продукцию без этих составляющих. Если они входят в привычные продукты для маникюра, следует прислушаться к рекомендациям, чтобы избежать рисков возникновения проблем с ногтями.

• Нельзя наносить лаковые покрытия с формальдегидом постоянно. Следует делать перерывы. Лучше не ходить с лаком больше 2-3 недель. По истечении этого времени нужно дать ногтю двухнедельный отдых.
• Во время перерывов ногти следует питать. Для этих целей необходимо втирать в них различные масла. Подойдет растительное нерафинированное, анисовое, оливковое, касторовое.

Делать здоровый маникюр можно и со специальными средствами без формальдегида. В них зачастую применяются другие консерванты, полученные экологическими методами. Их единственный минус – более дорогой ценник. Что выбрать – качественную и безопасную продукцию или дешевую, но вредную, каждый решает сам.

Подробнее узнать о формальдегиде в лаке для ногтей вы сможете в видео ниже.

Способы применения

В зависимости от целей используются разные концентрации Формалина:

От потливости

Для очистки и ополаскивания кожи при микозах и неприятном запахе ног, подмышек назначают 0,5-3% состав. Наносят на 30-40 минут тонким слоем, затем смывают водой. Чтобы не допускать раздражения, рекомендуется обрабатывать стопы не чаще 1-2 раз в неделю. Хорошо помогают ванночки с препаратом. Необходимо начинать с малых концентраций, постепенно повышая дозировку. Срок лечения составляет около 2-3 месяцев.

Для санации обуви средство разбавляют 30% уксусной кислотой в равных пропорциях. В профилактических целях 25% раствором смачивают ватные диски, закладывают на стельки, на сутки. Это помогает устранить потливость ног и оказывает дезодорирующее воздействие.

Спринцевания

При инфекционных вагинитах, влагалищных катарах, эндометритах назначают 0,05% (20 г) вещества на 1л воды. Обработку проводят 1 раз в 7 дней на протяжении 2 месяцев.

Дезинфекция

Для обеззараживания техники, оборудования и предметов предназначен 1% раствор. Медицинские нитки и перевязочные материалы погружают в 4% состав на 24 и 72 часа, соответственно. Для обработки пальцев рук используется 0,5% средство.

Для дезинфекции помещений Формалин распыляют с помощью пульверизатора из расчета 20 мл на 1 м3 пространства при продолжительности действия 5-7 часов. После чего комнату проветривают, избыток запаха удаляют жидкостью на основе нашатырного спирта.

Симптомы отравления

В случае отравления первые симптомы начинают проявляться только через 12 часов. Если в течение этого времени провести неотложные мероприятия и доставить пострадавшего в больницу, то можно максимально минимизировать последствия токсичного воздействия для человека. Отравиться можно несколькими путями: перорально, через вдыхание паров, через кожу. Все эти виды отравления крайне опасны.

Можно отметить следующие признаки, при появлении которых можно смело говорить, что речь идет об отравлении:

1. Затрудненное дыхание, кашель, астматические приступы.
2. Жжение слизистых во рту, в носу, в глотке и даже в желудке.
3. Рвота с кровью и понос, чувство постоянной жажды.
4. Слабость.
5. Бледность.
6. Инсомнии.
7. Ночные судороги.
8. Нарушение вестибуляторных функций.
9. Эмоциональная лабильность.
10. Головные боли.
11. Резкое уменьшение веса.

 Загрузка …

Изомерия кетонов

Для кетонов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения карбонильной группы и межклассовая изомерия.

Изомерия углеродного скелета характерна для кетонов, которые содержат не менее пяти атомов углерода.

Например. Формуле С5Н10О соответствуют кетоны-изомеры углеродного скелета

Пентанон-2	3-Метилбутанон-2

Изомерия положения карбонильной группы характерна для кетонов, которые содержат не менее пяти атомов углерода.

Например. Формуле С5Н10О соответствуют два кетона-изомера углеродного скелета

Пентанон-2	Пентанон-3

Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Кетоны являются межклассовыми изомерами с альдегидами, непредельными спиртами и непредельными простыми эфирами, содержащими одну двойную связь в молекуле. Общая формула этих классов органических соединений — C_nH_2nО.

Межклассовая изомерия характерна для кетонов, которые содержат не менее трех атомов углерода. 

Например. Межклассовые изомеры с общей формулой  С3Н6О: пропаналь СН3–CH2–CHO  и ацетон CH3–СO–CH3

Пропаналь	Ацетон (пропанон)

Физические свойства альдегидов и кетонов

Все альдегиды и кетоны, кроме формальдегида – жидкости. Лёгкие альдегиды хорошо растворимы в воде из-за водородных связей, которые они образуют с водой.

Химические свойства альдегидов и кетонов

1. Реакции присоединения

В молекулах карбонильных соединений присутствует двойная связь С=О, поэтому для карбонильных соединений характерны реакции присоединения по двойной связи. Присоединение к альдегидам протекает легче, чем к кетонам.

1.1. Гидрирование

Альдегиды при взаимодействии с водородом в присутствии катализатора (например, металлического никеля) образуют первичные спирты, кетоны — вторичные:

1.2. Присоединение воды

При гидратации формальдегида образуется малоустойчивое вещество, называемое гидрат. Оно существует только при низкой температуре.

1.3. Присоединение спиртов

При присоединении спиртов к альдегидам образуются вещества, которые называются полуацетали.

В качестве катализаторов процесса используют кислоты или основания.

Полуацетали существует только при низкой температуре.

Полуацетали – это соединения, в которых атом углерода связан с гидроксильной и алкоксильной (-OR) группами.

Полуацеталь может взаимодействовать с еще одной молекулой спирта в присутствии кислоты. При этом происходит замещение полуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR’ и образованию ацеталя:

Отдельные представители карбоновых кислот и их значение

Муравьиная (метановая) кислота HCOOH — жидкость с резким запахом и темпе­ратурой кипения 100,8 °C, хорошо растворима в воде.

Муравьиная кислота ядови­та, при попадании на кожу вызывает ожоги! Жалящая жидкость, выделяемая мура­вьями, содержит эту кислоту.

Муравьиная кислота обладает дезинфицирующим свойством и поэтому находит свое применение в пищевой, кожевенной и фармацевтической промышленностях, медицине. Она ис­пользуется при крашении тканей и бумаги.

Уксусная (этановая) кислота CH₃COOH— бес­цветная жидкость с характерным резким запа­хом, смешивается с водой в любых отношениях. Водные растворы уксусной кислоты поступают в продажу под названием уксуса (3-5 % -й раствор) и уксусной эссенции (70-80 %-й раствор) и широ­ко используются в пищевой промышленности. Ук­сусная кислота — хороший растворитель многих органических веществ и поэтому используется при крашении, в кожевенном производстве, в лакокра­сочной промышленности. Кроме этого, уксусная кислота является сырьем для получения многих важных в техническом отношении органических соединений: например, на ее основе получают ве­щества, используемые для борьбы с сорняками, — гербициды. Уксусная кислота является основным компонентом винного уксуса, характерный запах которого обусловлен именно ею. Она продукт окис­ления этанола и образуется из него при хранении вина на воздухе.

Важнейшими представителями высших пре­дельных одноосновных кислот являются пальми­тиновая C₁₅H₃₁COOH и стеариновая C₁₇H₃₅COOH кислоты. В отличие от низших кислот эти веще­ства твердые, плохо растворимы в воде.

Однако их соли — стеараты и пальмитаты — хо­рошо растворимы и обладают моющим действием, поэтому их еще называют мылами. Понятно, что эти вещества производят в больших масштабах.

Из непредельных высших карбоновых кислот наибольшее значение имеет олеиновая кислота C₁₇H₃₃COOH, или CH₃ — (CH₂)₇ — CH = CH —(CH₂)₇COOH. Это маслоподобная жидкость без вкуса и запаха. Широкое применение в технике находят ее соли.

Простейшим представителем двухосновных карбоновых кислот является щавелевая (этандиовая) кислота HOOC—COOH, соли которой встре­чаются во многих растениях, например в щавеле и кислице. Щавелевая кислота — это бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворяет­ся в воде. Она применяется при полировке ме­таллов, в деревообрабатывающей и кожевенной промышленностях.

Профилактика

Чтобы уберечься от негативного воздействия формальдегида на работе достаточно неукоснительно соблюдать требования техники безопасности, которые предусматривают также поведение работников в нестандартной ситуации и описывают приемы первой помощи при отравлении. При работе с формалином обязательно использование СИЗ: перчаток, масок.

При покупке мебели предварительно уточните из какого материала она сделана и исследуйте материал на токсичность по формальдегиду. Можно этот показатель уточнить непосредственно у производителя.

Если же уже приобретен дом или квартира, в котором пол, например зашит фанерой, а при строительстве использовалось ОСБ, для защиты от запаха формальдегида нужно полностью перекрыть ему доступ в воздух:

• стены покрасить на несколько раз резиновой краской;
• пол можно изолировать плотной пленкой.

Если наблюдается повышенная концентрация вещества в атмосферном воздухе, связанная со смогом или НМУ, чтобы защититься следует придерживаться следующих рекомендаций:

• меньше времени проводить на улице;
• избегать автомобильных пробок;
• не открывать окна для проветривания;
• пить больше жидкости;
• носить респиратор на улице;
• пить витамины;
• промывать слизистую носа солевыми растворами как можно чаще;
• при ухудшении самочувствия сразу обращаться за помощью.

Также в бытовых условиях, чтобы избавиться от токсичных паров необходимо:

1. Как можно чаще проветривать комнаты и делать влажную уборку.
2. Поддерживать оптимальные показатели влажности — чем выше влажность, тем активнее формальдегид.
3. Не покупать продукцию, содержащую формальдегидные смолы — краски, лаки, шампуни.
4. Не курить дома.
5. После евроремонта или покупки новых предметов мебели нужно проветривать помещение до тех пор, пока не уйдет формальдегидный аромат — обычно вентиляция устанавливается, как минимум, на полгода.
6. При покупке мебели следить, чтобы все торцы были тщательно заламинированы.
7. Внимательно изучать сопроводительную документацию при покупке стройматериалов.
8. Поставить домашние растения, способные удалить токсины из окружающей среды — это папоротники, кустовая хризантема, драцена, шеффлера.

Профилактика

Человеку, занятому вредным производством, стоит ограничивать время взаимодействия с токсичными соединениями, систематически проходить медицинские осмотры, включить в рацион молочнокислые продукты и молоко.

При длительном воздействии низких концентраций яда применяются индивидуальные средства защиты: респираторы, маски, специальная защитная одежда, перчатки.

В целях профилактики повреждений печени необходимо периодически принимать гепатопротекторы, например, карсил, гепабене, посещать лечебные санатории и курорты.

Люди, не имеющие прямого отношения к вредному производству, также подвержены влиянию ядов, испытывают ухудшение самочувствия, нередко не догадываясь об этом.

В целях профилактики, а также для удаления канцерогена из своего жилища следует прибегать к следующим методам:

• после покупки новой мебели регулярно проветривать помещение;
• во время уборки пользоваться резиновыми или латексными перчатками для снижения контакта с моющими средствами;
• поддерживать оптимальную влажности и температуру в жилище.

Кроме того, снизить и нейтрализовать воздействие опасных паров помогут растения: фикус, хамедорея, плющ, папоротник.

Яд представляет особую опасность для маленьких детей и пожилых людей. Однако полностью ограничить себя и близких от его воздействия невозможно, так как соединение в небольших количествах может встречаться практически везде. Уменьшить его отрицательное влияние можно, внимательно изучая состав приобретаемых товаров и продуктов. Многие производители при изготовлении предметов обихода и продовольствия применяют формалин, чтобы продлить срок хранения и придать покупке товарный вид.

Человечество научилось применять себе на пользу даже самые опасные химикаты, которые при неконтролируемом использовании могут навредить организму и привести к смерти.

Одним из таких соединений является Формальдегид, используемый в промышленности, косметологии и фармакологии. При неправильном обращении химикат оказывает негативное влияние на организм человека и может нанести сильный вред здоровью.

Рецептуры прессматериалов и химизм процесса

   Теоретические представления о механизме взаимодействия  фенола с формальдегидом в присутствии катализаторов, о строении фенолоформальдегидных смол в процессах  их  отверждения  недостаточно разработаны.

   Основными компонентами общими  для  различных  прессматериалов являются: смола, волокнистый наполнитель, отвердитель  или ускоритель отверждении смолы, смазка, краситель и различные специальные добавки.

   Смола является основой  прессматерила, т.е.  связующим  веществом, которое при соответствующей температуре и давлении пропитывает и соединяет частицы остальных компонентов  с  образованием однородной массы.

   Свойствами смолы определяются основные свойства  прессматериала. Например, на основе феноло-формальдегидной смолы полученной в присутствии катализатора   едкого   натра, невозможно   получить прессматериал, который после  прессования обладал бы высокой водостойкостью или высокими электроизоляционными свойствами.

   Поэтому для предания прессматериалу определенных специфических свойств прежде, всего нужно правильно  выбрать  смолу  (исходные вещества, катализатор, режим смолообразования).

  При этом полимер становится  твердым, нерастворимым  и  неплавким. Этот продукт конечной стадии поликонденсации называют резитом.

   При промышленной переработке смолу на стадии образования резола выливают в формы и в них отверждают. Отверждение нередко  занимает несколько дней. Это необходимо для того, чтобы образующаяся при реакции вода испарялась медленно. Иначе  смола  получится непрозрачной и  пузырчатой. Чтобы ускорить отверждение, можно довести поликонденсацию до  образования  резита, затем  полученную смолу размолоть, поместить  в  формы  под давлением 200-250 ат и подвергнуть отверждению при 160-170  50 0С.

   Если мы будем проводить эту реакцию при рН выше 7,т.е.в щелочной среде, то она сильно замедлится на образовании резола.

Воздействие на человека и признаки поражения

В медицинских препаратах и косметических средствах формальдегид влияние на организм человека проявляет достаточно благотворно: связывает пары аммиака, придающего неприятный запах поту, и блокирует развитие микробов, провоцирующих ароматизацию подмышек и ступней. Но при превышении допустимой концентрации происходит свёртывание и фиксация белка, что приводит по меньшей мере к раздражениям, зуду и сыпи. Неконтролируемое вдыхание паров формальдегида или проглатывание растворов приводит к развитию острого удушья и серьёзным отравлениям, которые тем сильнее, чем больше процентное содержание токсина и время воздействия.

Читать также Диоксид титана: краситель Е171 в косметологии и кулинарии

Не зря Всемирная организация здравоохранения внесла его в список веществ, которые приводят к нарушениям здоровья. Аллерген, мутаген и канцероген, вызывающий поражения дыхательной и нервной системы — всё это про формальдегид. Класс опасности — второй (высокоопасное вещество) максимальный разовый предел допустимой концентрации которого на открытом воздухе — 0,05 мг/куб. метр, в воздухе замкнутого пространства — 0,5 мг/куб. метр, в природной воде — 0,05 мг/литр, в почве — 7 мг/кг. Всё это справедливо и для формалина, класс опасности которого тоже второй. При содержании 20 мг/куб.метр в течение 30 минут наступает смерть.

Первые признаки превышения концентрации формальдегида в воздухе рабочей зоны:

• рези в глазах;
• слезотечение и насморк;
• кашель и одышка;
• головная боль;
• судороги и удушье;
• нарушение двигательной координации.

При длительном вдыхании высоких концентраций развиваются:

• расширение зрачков;

• острый конъюнктивит;

• ринит;
• бронхит;
• отёки слизистых глотки и лёгких;
• боли во рту и за грудиной;
• сильные рези в животе, жажда;
• тошнота, рвота с кровью.

Если случайно выпить раствор формалина, происходит мгновенный ожог пищевода и увеличение в объёме органов дыхания. При контакте с кожей концентрированных растворов проявляется глубокий некроз поражённого участка с интоксикацией, вызывающей почечную и печёночную недостаточность. Постепенное накопление формальдегида в воздухе непроветриваемых помещений провоцирует:

• состояние общей слабости и разбитости;
• депрессии и чувство страха;
• частые головные боли;
• развитие астмы, дерматитов и аллергических экзем;
• бессонница, шаткая походка;
• бледность кожных покровов;
• размягчение и ломкость ногтей;
• у женщин — нарушение гормонального фона, сбой менструального цикла.

Профилактика

Чтобы уберечься от негативного воздействия формальдегида на работе достаточно неукоснительно соблюдать требования техники безопасности, которые предусматривают также поведение работников в нестандартной ситуации и описывают приемы первой помощи при отравлении. При работе с формалином обязательно использование СИЗ: перчаток, масок.

При покупке мебели предварительно уточните из какого материала она сделана и исследуйте материал на токсичность по формальдегиду. Можно этот показатель уточнить непосредственно у производителя.

Если же уже приобретен дом или квартира, в котором пол, например зашит фанерой, а при строительстве использовалось ОСБ, для защиты от запаха формальдегида нужно полностью перекрыть ему доступ в воздух:

• стены покрасить на несколько раз резиновой краской;
• пол можно изолировать плотной пленкой.

Если наблюдается повышенная концентрация вещества в атмосферном воздухе, связанная со смогом или НМУ, чтобы защититься следует придерживаться следующих рекомендаций:

• меньше времени проводить на улице;
• избегать автомобильных пробок;
• не открывать окна для проветривания;
• пить больше жидкости;
• носить респиратор на улице;
• пить витамины;
• промывать слизистую носа солевыми растворами как можно чаще;
• при ухудшении самочувствия сразу обращаться за помощью.

Врач-гастроэнтеролог, кандидат наук. Окончил Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова в 2010 году. Место работы — Медицинский центр «Артмедика»