На что распадается глицерин при нагревании

Все что нужно знать про глицерин.

Oct 18, 2017 · 6 min read

Что такое глицерин? Свойства, получение и применение глицерина.

Вкус глицерина напоминает глюкозу. Оба вещества — быстроусваиваемые источники энергии. Оба соединения природного происхождения.

Глицерин можно найти, к примеру, в сале. Впрочем, он входит во все жиры. Они, собственно, являются соединением глицерина с жирными кислотами. Последние известны потребителям под именем «Омега-3».

Все кислоты класса относятся к карбоновым, то есть содержат группу СООН. А вот чего нет в «Омега-3», так это ароматических связей. То есть, жирные кислоты относятся к алифатическим. Остается выяснить, что есть глицерин.

Что такое глицерин?

Глицерин относится к тр е хатомным спиртам. Так именуют органические соединения, в которых 3 группы НО. Они называются гидроксилами. В трехатомных спиртах каждый из них прикреплен к отдельному атому углерода.

«Пропан» — основной алкан. Алканами в химии именуют парафины. То есть, в основе глицерина лежит линейный углеводород с одними лишь простыми связями.

Какой глицерин внешне?

Бесцветный, вязкий. Консистенция напоминает сироп. Аромат отсутствует. О сладком вкусе говорилось. Из физических свойств остается указать хорошую растворимость в воде и гигроскопичность. Последнее свойство обозначает способность вещества впитывать атмосферную влагу. За счет нее он может увеличиваться в объеме на 40%.

Хоть глицерин трехатомный, его химические свойства типичны для одноатомных спиртов. Соединение горюче. При воспламенении глицерина выделяются углекислый газ и вода. Если же идет взаимодействие с активными металлами, выделяется водород.

Последний взрывоопасен при нагреве и контакте с кислородом. Тоже касается тринитроглицерина. Он получается в ходе реакции между глицерином и азотистой кислотой. Тринитроглицерин маслянист, более вязок, нежели предшественник.

Реакция глицерина с перманганатом калия именуется вулканом Шееле. Взаимодействие названо по фамилии химика, впервые его проведшего. Карл Шееле сравнил реакционный процесс с извержением вулкана не только из-за огня, но и разлетающихся во все стороны «бомбочек».

Продукты реакции разбрасывает от резкого выброса тепла. Активно выделяется и водяной пар. Он похож на столбы дыма, исходящие от извергающихся вулканов.

Привычный в виде жидкости, глицерин бывает и твердым. Почему не видим такой глицерин в домашних условиях? Ответ: из-за комнатных температур.

Трехатомный спирт плавится уже при 16–17-ти градусах Цельсия. При этом, до температуры кипения далеко. Активное парообразование в глицерине начинается почти при 300-от градусах.

Уже упоминалось о Карле Шееле. Шведский химик открыл не только качественную реакцию глицерина с перманганатом калия, но и сам спирт. Произошло это в 1779-ом году. Химик нагревал оливковое масло с оксидом свинца.

Получился сладкий раствор. Шееле выпарил его. Осталась вязкая масса. Уже в начале 19-го века ее научились получать промышленным способом. Им пользуются до сих пор. Жиры омыляют гидроксидами.

Параллельно омылению жиров используют способ их обводнения. Определенное количество влаги при нагреве с жиром провоцирует его распад на жирные кислоты и глицерин. Остается лишь отделить спирт.

На реакцию уходит около 12-ти часов. Если конечный глицерин перегнать с паром, получится очищенный продукт. Его называют дистиллированным и допускают к приему внутрь.

Учитывая объемы производства в 21-ом веке, маски с глицерином и прочая продукция, могут содержать его искусственно синтезированную версию. Ее получают восстанавливая ацетон.

Сначала выходит изопропиловый спирт. От него отнимают воду. Получается глицерин, точнее, глицерол. Так синтетический спирт именуют на Западе, в частности, в Англии. В России отдельного названия нет.

Это смущает потребителей. В безопасности природного глицерина сомнений нет. Относительно пользы синтетики есть вопросы. В частности, утверждается, что спирт из ацетона вызывает аллергические реакции кожи.

Учитывая, что глицерин — частый компонент косметики, вопрос важен. Но, повторимся, на упаковках средств российского производства не указывается природа глицерина. Проще приобретать зарубежные крема да маски. Итак, начнем обсуждение применения спирта со сферы косметологии.

Глицерин имеет важное и обширное значение в технике. Обрабатывая смесью дымящейся азотной и крепкой серной кислот его превращают в эфир азотной кислоты С3 Н 5(NO3)2, называемый нитроглицерином, который обладает чрезвычайно сильными взрывчатыми свойствами и поэтому входит в состав различных взрывчатых веществ, особенно динамита (см.), находящих огромное применение в различных областях промышленности, особенно в горнозаводском деле.

Кроме того, глицерин употребляется в силу своих гигроскопических свойств в качестве прибавки к таким веществам, которые нужно предохранить от высыхания: отсюда обширное применение его в мыловаренном производстве от прибавления его к мылу, последнее долго не сохнет и остается мягким. С этой же целью он прибавляется к скульптурной глине, и ради этого же в растворе его мочат в некоторых случаях кожи при их дублении.

Далее, он употребляется для сдабривания вина, пива, уксуса, ликеров и разных консервов, которым он придает сладкий вкус и предохраняет от скисания. Большое количество его идет для приготовления разных косметиков, смазывания частей машин (особенно часов), приготовления протрав для некоторых красок и т.д.

Глицерин для лица, рук, тела применяется в качестве увлажняющего компонента. Помните о гигроскопичности спирта? Вбирая влагу из атмосферы, он сосредотачивает ее у поверхности кожи.

Клетки с легкостью захватывают воду. В итоге, кожа гладкая, увлажненная, упругая. Не секрет, что вода — основной компонент клеток, в том числе ее каркаса из коллагена и гиалуроновой кислоты.

Глицерин применение в косметологии сыскал еще век назад. За это время пользе вещества нашлись контраргументы. В частности, крема с трехатомным спиртом лишние в помещениях с иссушенным воздухом.

Из глицерина влагу не вытянешь. Спирт начинает вбирать воду из кожи, оказывая вместо увлажняющего иссушающее действие. Если же купить глицерин и применять его во влажных помещениях, к примеру, в ванной после мытья, коже обеспечено увлажнение.

Кстати, увлажняет трехатомный спирт не только кожу, но и волосы. Тонкий слой средства, распределенный по локонам, исключает их ломкость и сухость. К тому же, глицерин — отличный нутриент, то есть проводник полезных веществ. Если примешать к спирту несколько капель витаминов для волос, их клетки получат питание максимально быстро.

В качестве влагоемкого средства применяют и в фармакологии. Таблетки с глицерином проще проглатывать. Компонент всасывается стенками желудка, но не попадает в кровь. Трехатомный спирт растворяет лекарственные составляющие, способствуя их усваиванию.

Так, «Люголь» с глицерином и йодом не сжигает слизистые, а лишь обеззараживает горло. Кстати, обеззараживающие свойства есть не только у йода, но и смягчающего компонента. В этом качестве глицерин применяется медиками при заболеваниях кожи. Трехатомный спирт прописывают как антисептик для ран и язв.

При приеме внутрь инструкция к глицерину содержит несколько рекомендаций. Первая — облегчение последствий инсульта. Он сопровождается отеком мозга, то есть, переизбытком жидкости в нем. Гигроскопичность, кстати, помогает «откачать» часть воды. Однако, существуют более действенные препараты. Глицерин применяют за их неимением.

Вторая рекомендация для приема глицерина внутрь — глаукома. Это заболевание сопровождается периодическим повышением внутриглазного давления. Подобный эффект наблюдается, так же, после операций на органе зрения. Глицерин уменьшает размеры стекловидного тела, уменьшая и давление. В борьбе с ним спирт выбирается с учетом минимальных побочных действий.

Кроме косметологии и медицины глицерин используется в сфере питания. Сладковатый спирт добавляют в кондитерские изделия. Им глицерин придает пышность. К тому же, добавка исключает почернения на булочках и паляницах. Последний термин применяют к лепешкам с начинками.

Так же его добавляют и в жевательные резинки. В газировках, кстати, они тоже присутствуют.Есть глицерин и во многих макаронах. В них он выступает в роли съедобного клея, скрепляя компоненты. На упаковках трехатомный спирт отображается как «Е422».

Требование к добавке — минимум 99% глицерина. То есть, в пищевую промышленность допускают чистое соединение. В аптечном, техническом и специальном спиртах содержаниеменьше, а примесей больше.

Глицерин не только добавляется внутрь продуктов, но и наносится на их поверхность. Это придает пище лоск. Глицерином, к примеру, смазывают сухофрукты и фрукты, некоторые овощи. Шкурки начинают сиять, при этом, остаются безвредными.

В бытовой сфере глицерин — главный компонент электронных сигарет. Применяют глицерин и к обычному табаку. Герой статьи поглощает его запах и не дает пересыхать.Без глицерина сигареты меньше хранятся.

Не дает пересыхать глицерин, так же, семенам. Поэтому, препарат полюбился аграриям и дачникам. Они смазывают спиртом посевной материал. Глицерин начинает вбирать влагу из почвы, ускоряя прорастание. Если же трехатомным спиртом обмазать кору деревьев, он выступит в роли антисептика, защищая от вредителей.

Лоснение глицерина видно в ряде кремов для обуви. Правда, добавка его в них делает смеси клейкими. К обуви начинает прилипать пыль. Зато, крема с глицерином бюджетны и годятся для смазки ботинок, если в планах нет прогулки по улице.

Источник

Глицерин

Глицерин (пропантриол-1,2,3). Наиболее важным из трехатомных спиртов является простейший, называемый просто глицерином; он имеет строение СН₂ОН—СНОН—СН₂ОН. Глицерин был открыт в 1779 г. Шееле; его состав был установлен Пелузом в 1836 г., а для уяснения его строения богатые данные дали работы Бертело (1854) и Вюрца (1855—1857). В свободном состоянии глицерин в небольших количествах содержится в крови животных.

Как уже было указано, природные жиры и масла состоят из сложных эфиров глицерина и высших жирных предельных и непредельных кислот, из которых главнейшими являются пальмитиновая C₁₅H₃₁COOH, стеариновая C₁₇H₃₅COOH и олеиновая C₁₇H₃₃COOH. Омыление жиров производится обычно под действием различных катализаторов (кислот, щелочей, энзимов), причем жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты, например:

Полный синтез глицерина был произведен Фриделем (1873) следующим путем. Восстановлением ацетона был получен изопропиловый спирт СН₃—СНОН—СН₃, при отнятии воды дающий пропилен СН₃—СН=СН₂, который, присоединяя хлор, превращается в хлористый пропилен СН₃—СНСl—СН₂Сl; при действии на него хлора получается трихлорпропан (трихлоргидрин глицерина) СН₂Сl—СНСl—СН₂Сl, при нагревании с водой дающий глицерин:

Глицерин может быть получен также осторожным окислением аллилового спирта перманганатом в щелочной среде (Е. Е. Вагнер):

Глицерин образуется в небольшом количестве при спиртовом брожении; в особых условиях он может быть получен путем брожения и в промышленном масштабе.

В настоящее время осуществлено промышленное производство синтетического глицерина из непищевого сырья (на основе пропилена, выделяемого из газов нефтепереработки).

Синтез глицерина из пропилена включает следующие стадии:

Возможен и другой, более короткий путь — присоединение элементов хлорноватистой кислоты к хлористому аллилу

и последующее омыление дихлоргидринов глицерина:

Третий способ, основанный на окислении пропилена, состоит из следующих стадий:

2. Присоединение перекиси водорода к акролеину в присутствии четырехокиси осмия:

Глицерин — сиропообразная бесцветная жидкость сладкого вкуса; смешивается с водой и спиртом, нерастворим в эфире и хлороформе; способен растворять многие органические, а также и неорганические соединения (многие соли, например гипс). Он может быть получен в виде кристаллов, плавящихся при 17° С. Получение глицерина в кристаллическом виде представляет, однако, значительную трудность вследствие его большой склонности к переохлаждению и медленной кристаллизации. Глицерин кипит со слабым разложением при 290° С; относительная плотность d₄ 20 =1,260.

Химические свойства глицерина определяются наличием в его молекуле трех гидроксильных групп, благодаря чему он может давать три ряда производных, причем моно- и дипроизводные могут существовать в двух структурно-изомерных формах. Монопроизводные глицерина типа СН₂Х—СНОН—СН₂ОН и дипроизводные СН₂Х—СНХ—СН₂ОН содержат асимметрический атом углерода, и потому для них возможна оптическая изомерия.

Глицерин дает три ряда металлических производных — глицератов, которые могут получаться даже при действии на глицерин окислов тяжелых металлов, например окиси меди. Это свидетельствует о том, что кислотные свойства у глицерина выражены значительно сильнее, чем у одноатомных спиртов.

Действием галоидоводородных кислот или галоидных соединений фосфора можно получить ряд галоидгидринов глицерина, например монохлоргидрины

и, наконец, трихлорпропан:

При действии иода и фосфора на безводный глицерин получается иодистый аллил, который, вероятно, образуется в результате отщепления иода от непрочного трииодпропана:

Действием иода и фосфора на водный глицерин получается иодистый изопропил. Возможно, что он образуется при неполном восстановлении трииодпропана иодистым водородом:

При недостаточном содержании иодистого водорода в реакционной смеси в качестве побочного продукта получается пропилен СН₃—СН=СН₂.

Можно предполагать образование также следующих продуктов:

При действии кислот, хлорангидридов или ангидридов на глицерин могут получиться три ряда сложных эфиров.

Сложные эфиры глицерина с органическими одноосновными кислотами получают названия по входящим в их состав кислотам: эфиры пальмитиновой кислоты называются пальмитинами, стеариновой — стеаринами, олеиновой — олеинами и т. д. Три ряда сложных эфиров обозначают, пользуясь приставками моно-, ди- и три-, например:

При действии на глицерин безводной щавелевой кислоты НООС—СООН можно получить аллиловый спирт. Если безводную щавелевую кислоту нагревать с избытком глицерина до 150° С, то сначала образуется двузамещенный щавелевоглицериновый эфир, который при дальнейшем нагревании распадается на углекислоту и аллиловый спирт:

Под действием новой порции щавелевой кислоты в результате омыления получается муравьиная кислота, которая при нагревании отгоняется, а глицерин и щавелевая кислота снова вступают в реакцию и т. д. Таким образом с помощью небольшого количества глицерина можно превратить в муравьиную кислоту неограниченное количество щавелевой кислоты.

При действии водоотнимающих средств (KHSO₄, H₃BO₃, безводный MgSO₄) из глицерина получается акролеин.

При действии более слабых водоотнимающих средств могут образоваться полиглицериновые алкоголи, например

Из производных глицерина, содержащих окисное кольцо, наибольший интерес представляют соединения типа

Глицидный спирт (глицидол) — бесцветная, слабо пахнущая жидкость, смешивающаяся с водой, спиртом и эфиром; т. кип. 180° С. Подобно окиси этилена, он может быть получен действием едкого кали на монохлоргидрин глицерина. Аналогичное ему хлорпроизводное — эпихлоргидрин может быть получено действием едкого кали на дихлоргидрины, например:

Эпихлоргидрин — нерастворимая в воде жидкость с т. кип. 118° С. В настоящее время он приобрел важное значение как исходный полупродукт для получения эпоксидных смол. Эти полимеры получаются поликонденсацией эпихлоргидрина с ароматическими диоксисоединениями, чаще всего с бис-фенолами.

Глицерин находит значительное практическое применение. В больших количествах он расходуется для изготовления полиэфирных, так называемых алкидных смол, в частности глифталевых, широко применяемых в лакокрасочной промышленности. Он употребляется также для подслащивания ликеров и других напитков, для предохранения материалов от высыхания (на этом основано применение его в текстильной промышленности для аппретуры и шлихтования), как средство смягчения кожи и составная часть различных косметических препаратов. Значительные количества глицерина идут на приготовление нитроглицерина.

получающийся при осторожном смешении глицерина с охлажденной смесью концентрированных серной и азотной кислот. Нитроглицерин — маслообразная, тяжелая (относительная плотность 1,601 при 15° С) жидкость, нерастворимая в воде, легкорастворимая в спирте, смешивающаяся с эфиром, хлороформом и бензолом. При охлаждении он кристаллизуется (две полиморфные модификации: неустойчивая с т. пл. 2,2° С и устойчивая с т. пл. 12,2°С). Пары нитроглицерина довольно ядовиты.

Нитроглицерин в смеси с нитратом целлюлозы образует желатинообразную массу («взрывчатый желатин», или «гремучий студень»), которая горит сравнительно медленно и применяется для изготовления бездымных порохов.

Источник

Пары глицерина и их влияние на организм человека

Обязательный компонент для работы электронной сигареты – специальная жидкость. Именно она, испаряясь, способствует появлению клубов вкусного пара.

За раскрытие вкуса и обильное парообразование отвечают два ингредиента жижи – глицерин и пропиленгликоль. Одно из них, а именно глицерин, довольно широко используется в пищевой промышленности, медицине, косметологии.

Описание вещества

Глицерин – простейший представитель трехатомных спиртов. Вещество представляет собой вязкую, бесцветную, прозрачную жидкость, со сладковатым привкусом, без запаха. Глицерин нетоксичен, его применение разрешено по всему миру в качестве пищевой добавки. Вещество является консервантом и влияет на консистенцию продуктов, делая ее более густой.

Глицерин нашел применение в следующих областях:

Кроме того, глицерин незаменим в производстве жижи для курения. Большинство жидкостей для заправки электронных сигарет состоит из 5 ингредиентов:

Некоторые недобросовестные производители для того, чтобы снизить затраты, заменяют пропиленгликоль более дешевым аналогом – этиленгликолем. Это вещество токсично, поэтому и жижа с его содержанием будет представлять опасность для здоровья.

Какими свойствами обладает глицерин?

Глицерин гигроскопичен, то есть его молекулы поглощают влагу и накапливают ее. Спирт отлично смешивается с водой в любых соотношениях. При растворении в воде объем раствора уменьшается и выделяется тепло. Температура плавления вещества +17,9⁰С, а температура кипения +290⁰С. При нагревании глицерина начинает выделяться акролеин – токсичное вещество, обладающее слезоточивым эффектом.

В различных областях промышленности используют увлажняющее, антисептическое и консервирующее свойства глицерина. Кроме того, спирт является хорошим растворителем, удаляет различные загрязнения, в том числе и жировые.

В составе курительной жижи глицерин отвечает за парообразование. Количество и густота пара напрямую зависят от соотношения глицерина и пропиленгликоля.

Глицерин в составе вейпа

Принцип действия электронной сигареты в том, что в процессе нагревания спирали начинается испарение жидкости, которой пропитан фитиль. Пары, в которых имеет место быть большая концентрация глицерина, и вдыхает вейпер.

Классическое соотношение глицерина и пропиленгликоля в жидкости для вейпа – 3:2, именно такое соотношение обеспечивает средний тротхит, уровень насыщенности и густоты пара. Но если изменить пропорции и увеличить количество глицерина, то пара будет больше, его вкус ярче, а клубы более плотными. Но само парение при этом будет мягче.

Исследования касательно воздействия глицерина на организм человека ведутся не так давно, поэтому подтвержденных данных на сегодняшний день не так много. Но имеющиеся результаты говорят о том, что вдыхание глицерина при парении электронного гаджета в целом не оказывает негативного влияния на здоровье.

Воздействие вещества на организм при курении

За счет гигроскопичности глицерина заправки для вейпа на его основе могут оказывать вредное влияние на организм парильщика. Оно заключается в следующем:

Парить жидкости, имеющие в составе глицерин, нельзя тем, у кого есть предрасположенность к аллергии. Ситуацию усугубляют ароматизаторы, входящие в состав практически любой жижи.

Но наибольшую опасность представляет разложение глицерина, в процессе которого выделяется акролеин – канцероген, оседающий в тканях легких и провоцирующий развитие онкологических заболеваний.

Многие вейперы утверждают, что поскольку глицерин распадается лишь при температуре +3500⁰С, то никакой опасности парения нет. Однако, все больше исследований свидетельствуют о том, что распад глицерина начинается при гораздо более низкой температуре (около +240⁰С), а значит парение может отрицательно влиять на организм человека, оказывая как мгновенный, так и отложенный токсический эффект.

Вдыхание паров глицерина вредно или нет?

Для того, чтобы сделать однозначные выводы о воздействии парения электронных сигарет на здоровье человека, понадобятся десятки лет и множество разнообразных исследований. На сегодняшний день результатов слишком мало и они не позволяют с уверенностью отрицать или подтверждать вред глицерина и других веществ, входящих в состав жижи для электронных сигарет.

Также надо учесть, что влияние на организм оказывает курение состава в целом, а не только глицерина. Имеет значение процентное соотношение и качество входящих в ее состав ингредиентов.

Но кашель, возникающий у большинства активно парящих вейперов, позволяет сделать вывод о том, что глицерин, попадая в легкие вызывает как минимум сухость и дискомфорт, а возможно и более серьезные патологии.

Можно ли парить глицерин из аптеки?

В стремлении изготовить жидкость для парения самостоятельно многие парильщики приобретают глицерин в аптеке. Но заправка, изготовленная на основе этого вещества, чаще всего сильно отличается от жижи, произведенный заводским методом, и не дает ожидаемых ощущений.

Дело в том, что в аптеке обычно продается глицерол – жидкий раствор, в котором содержится не более 70-80% глицерина. Кроме того, аптечный препарат изготовлен на базе природных компонентов, тогда как, по уверениям исследователей, в заправках для электронных сигарет используется вещество, являющееся продуктом переработки нефти и обладающее иными характеристиками.

Токсичность паров

Выявленный вред здоровью от вдыхания паров непосредственно глицерина состоит только в появлении сухости слизистых оболочек, так как вещество забирает влагу у тканей, с которыми контактирует. Но когда речь идет о перегревании нагревательного элемента в вейпе и, как следствие, увеличении температуры глицерина, то воздействие на организм оказывают уже токсины и канцерогены, образующиеся в процессе распада.

Производители утверждают, что правильная эксплуатация электронного гаджета может уберечь от негативных последствий. Так ли это, покажут научные изыскания, которые активно проводятся в настоящее время.

Что будет, если выпить глицерин?

Небольшое количество глицерина содержится в пищевых продуктах и медицинских препаратах, так что вещество в малых дозах не представляет опасности для здоровья. Даже если случайно проглотить пару капель жидкости для электронных сигарет, то скорее всего осложнений ждать не стоит.

Другое дело, если речь идет о большом количестве вещества. В этом случае глицерин спровоцирует не только сильное обезвоживание, но и отравление.

Возможные отрицательные последствия от применения глицерина

Помимо того, что глицерин в составе жижи, провоцирует сухость в горле и кашель, он может стать причиной более серьезных последствий:

Чем еще опасен глицерин, так это вероятностью возникновения аллергической реакции, которая проявляется зудом, высыпаниями на коже. Действие глицерина на организм может вызвать приступ аллергической астмы.

Возможно ли отравление глицерином?

Умеренное употребление глицерина в составе жидкости для парения вряд ли может стать причиной отравления. А вот прием внутрь большого количества вещества, может вызвать интоксикацию, которая проявится такими симптомами, как:

Кроме того, большая доза глицерина может стать причиной поражения центральной нервной системы, что выражается сильной головной болью, мышечными спазмами и судорогами. В тяжелых случаях опасность представляет угнетение дыхательного центра головного мозга, из-за чего возможен летальный исход.

Заключение

При правильном использовании глицерин не представляет опасности для здоровья человека. Но для большей уверенности в безопасности применения надо принимать во внимание индивидуальные особенности организма, а также выбирать только качественный продукт.

Источник