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.
Есть и еще одна качественная реакция. Ее проводят с порошком перманганата калия. Вещество насыпают горкой, смачивая парой капель глицерина . Раствор не годится. Нужен безводный спирт. С ним перманганат калия самовоспламеняется и горит фиолетовым. Огонь появляется примерно через минуту после смачивания порошка.
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
Каким способом получить глицерин
Глицерин является растворителем веществ неорганического происхожде-ния: едкого калия или натрия, хлорида натрия, сульфата и гидроксида кальция, солей ряда тяжелых металлов.
Водные растворы глицерина при охлаждении замерзают при температуре ниже нуля. Раствор, состоящий из 66,7% глицерина, замерзает при температуре (-46,5)°С, что используется для приготовления антифризов.
Глицерин является одним из главных продуктов метаболизма липидов в живом организме и принимает непосредственное участие в протекании важней¬ших биохимических процессов. Установлено, что производное глицерина — эпихлоргидрин используется клетками микроорганизмов в качестве ростового суб¬страта. Найдены различные штаммы, осуществляющие конверсию эпихлоргид-рина с большей скоростью, чем протекание его гидролиза под действием хими¬ческих реагентов.
Большое значение имеет глицерин и его производные для создания эффек-тивных лекарственных препаратов и других биологически активных соедине¬ний. Глицерин используется в качестве необходимого компонента при изготов¬лении противоинфекционных мазей, гелей, кремов, аэрозолей для предотвраще¬ния интоксикаций, вызываемых укусами насекомых или ядовитыми растениями, лечения аллергических дерматитов, трихофитии и т.д., а также антисептических составов, не раздражающих кожу и обладающих высокой бактерицидной актив¬ностью. Выявленная росторегулирующая активность производных глицерина определяет их перспективу использования в сельском хозяйстве.
Большую перспективу имеют ненасыщенные эфиры глицерина в качестве мономеров для создания новых полимерных материалов. Для изготовления линз, призм и основ оптических дисков используют композиции с повышенной термостойкостью, в состав которых в качестве ингреди¬ента входят насыщенные или ненасыщенные эфиры глицерина.
Неполные эфиры олигоглицеринов и жирных кислот нашли применение в качестве диспергаторов пигментов в производстве лакокрасочных материалов. В Индии, например, планируется получение ряда технически важных продуктов (ПАВ, присадки к смазкам, пластификаторы и стабилизаторы к полимерным ма¬териалам и др.) с использованием продуктов переработки жиров и масел, в том числе глицерина.
Следует отметить, что синтетические возможности глицерина и его производных практически неисчерпаемы, и их использование приведет к получению веществ с практически ценным комплексом свойств. До разработки синтетических методов получения этот триол получали омылением жиров и масел. И в настоящее время во многих развитых странах мира (США, Япония и др.) основную долю производимого глицерина составляет про¬дукт, получаемый из природного сырья, несмотря на то, что на выработку 1 т глицерина расходуется 10-12 т жира. Производство глицерина из натурального сырья основано на совместном получении его с жирными кислотами или про¬дуктами восстановления последних — спиртами. Однако потребление их растет менее динамично, чем потребление глицерина.
Для удовлетворения растущей потребности были начаты интенсивные поиски путей получения синтетического глицерина. Первые попытки получения глицерина с использованием гидролиза 1,2,3-трихлорпропана не давали желае¬мого результата, так как получение самого исходного продукта было связано с определенными трудностями из-за невысокой избирательности процесса. Гид¬ролиз симм.- 1,2,3-трихлорпропана приводил к образованию в качестве основно¬го продукта 2,3-дихлорпропена.
В 1938 г. американский исследователь Э. Вильяме предложил оригиналь-ный способ получения хлористого аллила, основанный на высокотемпературном заместительном хлорировании пропилена с сохранением двойной связи. Первая промышленная установка по синтезу глицерина с использованием реакции Вильямса была пущена в США в 1948 г. Процесс состоял в первоначальном получении аллилхлорида из пропилена, перевода его путем гипохлорирования в дихлоргидрин глицерина и дегидрохло-рирования последнего с образованием эпихлоргидрина. Гидролиз последнего приводил к получению глицерина. Этот метод получения синтетического глице¬рина, так называемый «хлорный», получил затем большое распространение и в других странах, в том числе в бывшем СССР.
Несмотря на то, что в настоящее время разработан ряд методов получения глицерина без использования хлора, данный способ синтеза остается доминирующим. Это объясняется масштабами использования промежуточного продук¬та этого процесса — эпихлоргидрина в органическом синтезе и в получении но¬вых лекарственных средств, а также в производстве эпоксидных смол.
К моменту начала проектирования в промышленных масштабах получали глицерин с применением хлора и без него. Хлорный метод производства глицерина заключался в хлорировании пропилена до хлористого аллила, гипохлорировании последнего до дихлоргидри-нов, омыляемых затем в эпихлоргидрин, который в свою очередь омылялся до глицерина.
В этом процессе, как и во всех процессах замещенного хлорирования, выде¬ляется значительное количество хлористого водорода из-за низкой селективно¬сти основных реакций, и образуются значительные количества кубовых остатков и побочных продуктов, требующих специальной переработки или уничтожения.
Существенным недостатком хлорного синтеза глицерина является также наличие стоков, загрязненных хлоридами кальция и натрия, а также необходи¬мость применения коррозионно-устойчивой аппаратуры из дорогостоящих ме¬таллов и сплавов вследствие агрессивности реакционных сред некоторых ста¬дий.
Основным достоинством хлорного метода является возможность одновременного получения эпихлоргидрина, требующегося в достаточно больших коли¬чествах в производстве эпоксидных смол. К бесхлорным методам получения глицерина относятся окислительный метод через акролеин и способ, основанный, на изомеризации хлорной окиси пропилена. В мировой практике того времени прямая окись пропилена не выпуска¬лась, и производство глицерина было ориентировано на хлорную окись пропи¬лена (полухлорный метод).
Несомненный интерес представлял также каталитический метод получения глицерина из непищевого растительного сырья. Основные технико-экономические показатели различных методов промышленного производства глицерина, учтенные при составлении проектного зада¬ния, приведены в табл. 4.
Сравнительная характеристика методов производства глицерина
С текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка глицерина можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков: «Рынок глицерина в России».
Суюнов Рамиль Равильевич
Источник
