الكيمياء العضويهالكيمياء

الإيثيلين – رحلة إلى عالم البوليمرات المدهش

الإيثيلين هو مركب عضوي ينتمي إلى عائلة الهيدروكربونات، ويتكون من سلسلة من ذرات الكربون والهيدروجين.  وصيغته الكيميائية C2H4.

الإيثيلين – رحلة إلى عالم البوليمرات المدهش

في عالم الكيمياء والتكنولوجيا، هناك مواد تلعب دورًا حاسمًا في حياتنا اليومية دون أن ندرك ذلك. و أحد هذه المواد هو الإيثيلين،و هو  واحد من أكثر المواد انتشارًا واستخدامًا في العالم.

الإيثيلين هو مركب عضوي ينتمي إلى عائلة الهيدروكربونات، ويتكون من سلسلة من ذرات الكربون والهيدروجين.  وصيغته الكيميائية C2H4.

يتم إنتاج الإيثيلين بشكل رئيسي من النفط الخام والغاز الطبيعي، وهو يعتبر واحدًا من أكثر المركبات العضوية انتشارًا واستخدامًا في العالم.

الإيثيلين
الإيثيلين

الخواص الفيزيائية لغاز الإيثيلين:

  • الصيغة الكيميائية: C2H4.
  • الكتلة المولية: 28.05 جم/مول.
  • الحالة الفيزيائية: غاز عند درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي العادي.
  • نقطة الغليان: -103.7 درجة مئوية.
  • نقطة الانصهار: -169.2 درجة مئوية.
  • اللون والرائحة: غاز عديم اللون وعديم الرائحة.
  • يمتلك الإيثيلين ذوبانية ضعيفة في الماء، ولكنه يمتلك ذوبانية جيدة في المذيبات العضوية مثل الكحول والبنزين والإيثر.

الخواص الكيميائية لغاز الإيثيلين:

  1. التفاعل مع الهيدروجين : ليحدث له تشبع ويتحول إلى الإيثان في تفاعل هدرجة.
  2. التفاعل مع الماء: لينتج الإيثانول ولكن معدل هذا التفاعل يكون بطيء للغاية ما لم يستخدم عامل حفاز مناسب .
  3. التفاعل مع الهالوجينات: يمكن للإيثيلين أن يتفاعل مع الهالوجينات مثل الكلور والبروم واليود ، لينتج هيدروكربونات مهلجنة.
  4. تفاعلات البلمرة: الإيثيلين يعتبر ركيزة لصناعة البولي إيثيلين، وهو نوع شائع من البلاستيك الذي يتم إنتاجه بتفاعل الإيثيلين المتعدد مع نفسه لتشكيل سلاسل طويلة من الوحدات المتكررة.

تحضير غاز الإيثيلين في المعمل :

 يتطلب تحضيره في المعمل بعض العمليات الكيميائية. إليك خطوات تحضير غاز الإيثيلين في المعمل:

  1. جمع المواد اللازمة: قبل البدء في عملية التحضير، يجب جمع جميع المواد اللازمة. هذه المواد تشمل إيثانول (كحول إيثيلي) وحمض الكبريتيك المركز والماء والكاشفات المناسبة.
  2. مزج الإيثانول وحمض الكبريتيك: في زجاجة زجاجية، يتم مزج كمية محددة من إيثانول مع حمض الكبريتيك المركز بتركيز عالٍ. يجب أن يتم هذا الخطوة في مكان جيد التهوية وتحت إشراف خبير.
  3. التسخين والتحفيز: تُسخن الزجاجة التي تحتوي على مزيج الإيثانول وحمض الكبريتيك ببطء باستخدام مصدر حراري مثل حمام مائي. يتم تحفيز التفاعل بواسطة التسخين لتحويل الإيثانول إلى إيثيلين وتطرد غاز الإيثيلين من المزيج.
  4. تجميع الغاز: يجب جمع الغاز المتطاير (الإيثيلين) في أنبوب تجميع محكم الإغلاق. يتم فصل الغاز عن المواد الأخرى التي تكون موجودة في المزيج.
  5. تنقية الغاز: يُنقى الغاز الناتج من خلال تمريره عبر وسيلة تنقية مثل أنبوب مملوء بمادة امتصاصية مثل الفحم النشط لإزالة أي شوائب قد تكون متبقية.

من الأهمية بمكان أن يتم تنفيذ هذه الخطوات تحت إشراف خبير في المعمل وتحت اتباع الإجراءات الأمان والسلامة المناسبة. قبل المحاولة عملياً، يجب الحصول على المعرفة اللازمة واتباع الإرشادات والتعليمات الازمة.

جهاز تحضير الإيثيلين في المعمل
جهاز تحضير الإيثيلين في المعمل

 

ومعادلة تحضير الايثيلين الرمزية الموزونة المعبرة عن الخطوات السابقة هي كالتالي:

معادلة تحضير الايثيلين في المعمل
معادلة تحضير الايثيلين في المعمل

علاقة الإيثيلين بانضاج الفواكه:

يستخدم الإيثيلين في عملية انضاج الفواكه. حيث يُعد الإيثيلين غاز طبيعي يتولد بشكل طبيعي من الفواكه والخضروات أثناء عملية نضوجها. ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام الإيثيلين الصناعي (المولد في المعامل) لتسريع عملية نضوج الفواكه.

ومن المهم أن نفهم أنه على الرغم من أنه يُطلق عليه لقب “الهرمون الخاص بنضج الثمار“، إلا أنه ليس هرمونًا حقيقيًا  ، بل هو غاز طبيعي ينتجه النباتات في عملية نضوجه

تستخدم تقنية تسيطر على تحرر الإيثيلين لتنظيم نضوج الفواكه وتمديد فترة صلاحيتها. يتم تعبئة الفواكه في أكياس محكمة الإغلاق تحتوي على كمية محددة من الإيثيلين، وتوضع في غرف خاصة لتسهيل انضاجها. يقوم الإيثيلين بتفعيل الإجهاد الهرموني في الفواكه، مما يؤدي إلى تسريع عملية نضوجها وتحسين جودتها ولونها ونكهتها.

الإيثيلين
الإيثيلين

من أمثلة الفواكه التي يتم استخدام الإيثيلين في انضاجها تشمل الموز والتفاح والكيوي والطماطم والأفوكادو والمانجو والبرتقال. إن استخدام الإيثيلين في عملية انضاج الفواكه يساعد في توفير فواكه ناضجة وذات جودة عالية للمستهلكين .

انتبه! عندما توجد تفاحة فاسدة في سلة التفاح  قد تفسد السلة بأكملها وتفسير ذلك:

عندما يكون هناك تفاحة واحدة فاسدة في السلة، فإنها تنتج غاز الإيثيلين، وهو غاز طبيعي يتكون عند تلف الفواكه والخضروات. هذا الغاز ينتشر في الجو المحيط بالتفاح الفاسد ويؤثر على التفاحات الأخرى في السلة.

عندما تتعرض التفاحات الصحيحة لغاز الإيثيلين، يؤدي ذلك إلى تسريع عملية نضوجها وتلفها.

بلمرة الإيثيلين:

بلمرة الإيثيلين هي عملية تحويل الإيثيلين الغازي إلى بولي إيثيلين صلب بواسطة تفاعل الإيثيلين المتعدد (المونومرات) مع بعضها البعض لتكوين سلاسل طويلة من الوحدات المتكررة. يعتبر البولي إيثيلين أحد أهم أنواع البلاستيكات المنتجة على نطاق واسع.

عملية بلمرة الإيثيلين تتم عادة بوجود محفز (عادة يكون معدنًا) وبتطبيق درجة حرارة وضغط محددين. يتم تحويل الإيثيلين الغازي إلى حالة سائلة أو صلبة بشكل متتابع أثناء عملية البلمرة.

بواسطة عملية البلمرة، يتم تكوين سلاسل طويلة من الإيثيلين المتكرر، حيث تتكرر وحدة الإيثيلين (-CH2-CH2-) بشكل مستمر. تختلف خواص البولي إيثيلين المتكونة بناءً على طريقة البلمرة وظروفها، مثل كثافته وقوة وصلابته ومرونته.

يتم استخدام البولي إيثيلين في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك صناعة الأفلام البلاستيكية، والأنابيب والتجهيزات، والعبوات البلاستيكية، وأكياس التسوق، والألعاب، والعديد من المنتجات البلاستيكية الأخرى.

بلمرة الإيثيلين تعتبر عملية هامة في صناعة البلاستيكات وتساهم في توفير مواد قوية ومتينة وخفيفة الوزن للاستخدام في مجموعة متنوعة من التطبيقات.

تتوفر أنواع مختلفة من الإيثيلين البوليمري، مثل بولي إيثيلين الكثافة العالية (HDPE) وبولي إيثيلين الكثافة المنخفضة (LDPE).

ملحوظة هامة جدا جدا:

 “البولي إيثيلين”، ويختصر عادةً بـ “PE” ويُنطق “بي إي”. يعود شهرة البولي إيثيلين إلى استخدامه الشائع في العديد من التطبيقات الصناعية والاستهلاكية.

يتم إنتاج البولي إيثيلين على نطاق واسع ويتوفر بمختلف الصيغ والأشكال لتناسب مجموعة متنوعة من الاحتياجات.

يجب أن يُلاحظ أن “الإيثيلين” يُشير إلى المركب الكيميائي الأساسي، في حين أن “البولي إيثيلين” يشير إلى الإيثيلين المتكاثف في شكل بوليمر طويل السلسلة.

لذا، عندما يُشار إلى الاستخدامات العامة للإيثيلين في البلاستيك، يكون المقصود عادةً البولي إيثيلين.

تطبيقات البولي إيثيلين الهامة:

البولي إيثيلين (PE)، المشتق من الإيثيلين، لديه العديد من التطبيقات الهامة في مجموعة متنوعة من الصناعات. إليك بعض التطبيقات البارزة للبولي إيثيلين:

  1. التعبئة والتغليف: يستخدم البولي إيثيلين في صناعة الأكياس والأفلام البلاستيكية المرنة التي تستخدم للتعبئة والتغليف. فهو يوفر حماية ممتازة للمنتجات من الرطوبة والتلوث والتأثيرات الخارجية.
  2. صناعة الأنابيب: يُستخدم البولي إيثيلين في صناعة الأنابيب البلاستيكية للتوصيلات المائية والصرف الصحي. فهو يتمتع بمقاومة عالية للتآكل والكيماويات، ويتحمل ضغط المياه والتحميلات الثقيلة بشكل جيد.
  3. الأثاث والمنتجات المنزلية: يستخدم البولي إيثيلين في صناعة الأثاث والمنتجات المنزلية مثل الكراسي والطاولات وسلال التخزين. فهو خفيف الوزن وقوي ومقاوم للتآكل، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الهواء الطلق وفي البيئات المنزلية.
  4. صناعة السيارات: يُستخدم البولي إيثيلين في صناعة السيارات في تطبيقات مثل صناعة الأجزاء الداخلية والأجزاء الخارجية للسيارات. فهو يوفر خفة الوزن وقوة ميكانيكية ممتازة، مما يسهم في تحسين كفاءة استهلاك الوقود والأداء العام للمركبة.
  5. صناعة الألياف الاصطناعية: يُستخدم البولي إيثيلين في صناعة الألياف الاصطناعية المستخدمة في صناعة الملابس والسجاد والمفروشات. فهو يتمتع بمرونة ومقاومة عالية للتآكل والبلى، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات النسيجية.
  6. صناعة الأدوات الطبية: يستخدم البولي إيثيلين في صناعة الأدوات الطبية مثل أنابيب التغذية وأغلفة الأدوات الجراحية. فهو يتمتع بخصائص صحية جيدة ومقاومة للتآكل والتعقيم.

هذه مجرد بعض التطبيقات الهامة للبولي إيثيلين، وهناك العديد من التطبيقات الأخرى في صناعات مثل الكيماويات والكهرباء والإلكترونيات وغيرها. يظل البولي إيثيلين مادة بلاستيكية مهمة ومتعددة الاستخدامات في العديد من الصناعات المختلفة.

البولي ايثيلين والاستدامة:

البولي إيثيلين (PE) يلعب دورًا مهمًا في المجال الاستدامة والحفاظ على البيئة. إليك بعض النقاط التي توضح كيفية ارتباط البولي إيثيلين بالاستدامة:

1-قابلية التدوير: يُعتبر البولي إيثيلين قابلًا لإعادة التدوير. يمكن أن يتم جمع النفايات البلاستيكية المصنوعة من PE وإعادة تدويرها لإنتاج منتجات جديدة. هذا يقلل من الاعتماد على المواد الخام الأولية ويقلل من تراكم النفايات البلاستيكية في البيئة.

2-خفض الانبعاثات: يساهم استخدام البولي إيثيلين في تقليل انبعاثات الكربون والتأثيرات البيئية السلبية. حيث يستهلك البولي إيثيلين كمية أقل من الطاقة في عملية التصنيع مقارنة ببعض المواد الأخرى، مما يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة.

3-العبوات القابلة لإعادة الاستخدام: يُستخدم البولي إيثيلين في صناعة العبوات القابلة لإعادة الاستخدام، مثل الأكياس والزجاجات. هذا يقلل من استخدام العبوات البلاستيكية لمرة واحدة ويقلل من التلوث البلاستيكي.

4-مقاومة التآكل: يتمتع البولي إيثيلين بمقاومة عالية للتآكل والتعفن والتآكل الكيميائي، مما يعني أنه يمكن استخدام المنتجات المصنوعة من PE لفترة طويلة دون الحاجة إلى استبدالها بشكل متكرر، مما يؤدي إلى تقليل النفايات واستغلال الموارد بشكل أفضل.

5-خفض الوزن: يتميز البولي إيثيلين بخفة وزنه، مما يساهم في تقليل استهلاك الوقود في عمليات النقل والشحن. يتم استخدامه في تصنيع الأجزاء الخفيفة للسيارات وغيرها من المنتجات، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة استهلاك الوقود وتقليل انبعاثات الكربون.

هذه بعض الطرق التي يساهم بها البولي إيثيلين في الاستدامة. يتم استخدامه بشكل واسع في العديد من الصناعات والتطبيقات بسبب خصائصه البيئية الموجبة وقابليته لإعادة التدوير.

وفي الختام  يتضح لنا أهمية الإيثيلين كمادة بوليمرية حيوية ومتعددة الاستخدامات، و أن الإيثيلين هو عنصر أساسي في حياتنا اليومية. إن الابتكارات المستمرة في مجال الإيثيلين تفتح الأبواب أمام مستقبل واعد ومستدام لهذه المادة الرائعة.

‫3 تعليقات

  1. ElitePipe Plastic Factory in Iraq sets the standard for excellence in the plastic industry. From their cutting-edge manufacturing processes to their top-notch customer service, they are the go-to choice for all your plastic needs.” 2. “Looking for durable and reliable plastic products in Iraq? Look no further than ElitePipe Plastic Factory. With their wide range of high-quality pipes and fittings, they have become the trusted partner for businesses and individuals alike.” 3. “ElitePipe Plastic Factory is revolutionizing the plastic manufacturing scene in Iraq. Their commitment to innovation and quality shines through in every product they create. Experience the difference of their superior craftsmanship and attention to detail.” 4. “When it comes to plastic solutions, ElitePipe Plastic Factory in Iraq is the name you can trust. Their extensive industry knowledge and dedication to customer satisfaction make them a leader in the market.” 5. “For all your plastic project needs, ElitePipe Plastic Factory in Iraq has you covered. Their comprehensive range of products, combined with their expertise, ensures that you’ll find the perfect solution for any application.” 6. “Choose ElitePipe Plastic Factory in Iraq and experience the seamless integration of quality, reliability, and affordability. Their competitive prices and exceptional product performance make them the preferred choice for customers across the region.” 7. “ElitePipe Plastic Factory in Iraq goes above and beyond to deliver exceptional customer service. From assisting with product selection to providing timely delivery, they strive to exceed your expectations at every step.” 8. “Trust ElitePipe Plastic Factory in Iraq to provide you with environmentally friendly plastic solutions. Their commitment to sustainability is evident in their manufacturing processes and the materials they use.” 9. “ElitePipe Plastic Factory’s dedication to continuous improvement ensures that you receive the latest advancements in plastic technology. Stay ahead of the curve with their innovative product offerings in Iraq.” 10. “When quality and reliability matter, ElitePipe Plastic Factory in Iraq stands out as the premier choice. Their stringent quality control measures guarantee that you receive products of the highest standards, backed by their solid reputation.”

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى