Химические свойства альдегидов и кетонов

Оглавление

Лечение отравления формальдегидом

При интоксикации формальдегидом пострадавшему необходимо оказать первую помощь, выполняя следующие терапевтические действия:

  1. Проветрить помещение либо вывести его на свежий воздух.
  2. Обеспечить больному обильное питье водой или теплым чаем.
  3. Вызвать скорую помощь.
  4. При попадании вещества на кожу – промыть место поражения под проточной водой 20 минут.
  5. Потеряв сознание, человека положить на спину, повернуть голову набок, проверить дыхание.
  6. В качестве антидота дать отравленному понюхать смоченную нашатырным спиртом ватку.
  7. Запрещено провоцировать рвоту самостоятельно, так как рвотная масса с содержанием яда может повторно обжечь внутренние органы пищеварения.

По приезду скорой медики выполняют определенные терапевтические действия и симптоматическое лечение, устанавливают характеристику состояния пациента. Пострадавшему вводят препарат, который уменьшает влияние токсинов. Отпаивают богатыми протеином жидкостями, обрабатывают ожоги, промывают желудок, делают клизму.

При необходимости проводят противошоковую терапию, обезболивают специальными средствами. У человека берут анализ крови и мочи, он проходит ультразвуковое исследование всех органов. Если открывается внутреннее кровотечение, больного экстренно оперируют.

При отравлении следует соблюдать необходимую диету, отдав предпочтение молочным продуктам, готовить каши без масла, измельченное овощное пюре, куриный бульон (на куриной грудке), горячие напитки (крепкий чай, отвар из шиповника).

Интоксикация организма парами формальдегида и его раствором приводит к слепоте, бесплодию, хроническим болезням печени и почек, онкологии и даже смерти.

Широкий отзыв в народной медицине от некоторых симптомов получил минерал турмалин. Однако лечить отравление в домашних условиях нельзя. При своевременном обращении больного к медикам вероятность ущерба здоровью, а также тяжелых последствий или летального исхода существенно снижается.

Профилактика

Справедливости ради стоит отметить, что работа в практически любых сферах имеет определенные негативные последствия. У каждого есть свои профессиональные заболевания. И радует, что последствия от работы в столь вредных условий можно снизить к минимуму или вовсе избежать. Для этого человеку нужно:

  • Ограничить время взаимодействия с токсичными соединениями.
  • Регулярно проходить медосмотры.
  • Употреблять больше кисломолочных продуктов и молока.
  • Не пренебрегать спецодеждой, перчатками, масками, респираторами.
  • Периодически применять препараты, позитивно влияющие на организм и работу органов.
  • Посещать лечебные курорты и санатории.

Получение формальдегида

Обрести формальдегид в промышленных условиях можно благодаря действиям метанола при определенной среде окисления. Применяют серебряный катализатор при температуре 650 градусов. Этим способом получают 80% формальдегида. Вещество при таком методе получения обладает высокой растворимостью и химической активностью.

Степень нагретости протекания реакции достигает 300 °С. Также получить формальдегид можно окисляя метан, используя при этом фосфат алюминия при 450 градусов. При лабораторных условиях получают его дегидрированием метанола над медью, под воздействием температур разлагают формиат цинка.

Источники возникновения метаналя подразделяются на природные и техногенные. К первым относятся лесные пожары, растения, выделения животных, болота, вулканические извержения. А вторые источники — это табачный дым, автотранспорт, добывание и перевозка нефтепродуктов, теплоэлектроцентраль, жилищно-коммунальное хозяйство, при сгорании углеводородов.

Химические свойства альдегидов и кетонов

Реакции определяются наличием группы С=О, которая создает активное вещество. Для альдегидов свойственна большая реакционная способность по сравнению с кетонами.

Реакции присоединения

Данные реакции проходят по двойной связи.

Взаимодействие с водородом

Гидрирование альдегидов приводит к образованию первичных спиртов, а кетонов – вторичных.

Взаимодействие с водой

Гидратация возможна только для формальдегида и уксусного альдегида. В результате гидратации формальдегида синтезируется гидратная форма, которая существует только при низких температурах.

Присоединение спиртов

При взаимодействии спиртов и альдегидов образуются полуацетали, которые существуют только при низких температурах. Реакции протекает при участии катализатора – кислоты или щелочи.

При реакции полуацеталя с еще одной молекулы спирта в присутствии протона Н+полуацетальный гидроксил замещается на алкоксильную группу и образуется ацеталь.

Присоединение циановодородной кислоты

Окисление

Альдегиды легко поддаются окислению. Кетоны окисляются только при участии сильных окислителей и при высоких температурах.

Окисление гидроксидом меди (II)

Для данной реакции требуется свежеприготовленный гидроксид меди (II). Характерная черта реакции – образование краснокирпичного осадка оксида меди (I)Cu2O.

Окисление аммиачным раствором оксида серебра

Особенность данной реакции заключается в том, что на стенках пробирки образуется небольшой слой металлического серебра («серебряное зеркало»).

Упрощенная форма уравнения:

Жесткое окисление

Окислителями могут быть перманганаты и соединения хрома (VI).

Кетоны подвергаются окислению только под действием перманганатов и дихроматов при нагревании.

Горение (полное окисление)

Реакции замещения

При взаимодействии с галогенами образуется галогензамещенный (у ближайшего к функциональной группе атома углерода) альдегид или кетон.

Формальдегид может реагировать с фенолом при наличии катализатора – кислоты или щелочи.

Химические свойства

Для альдегидов наиболее характерны реакции окисления и присоединения.

1. Реакции окисления

а) Качественной реакцией на альдегиды является реакция «Серебряного зеркала». Для ее осуществления в чистую пробирку наливают аммиачный раствор оксида серебра (I) (Ag2O в воде практически не растворяется, но с аммиаком образует растворимое соединение [Ag (NH3)2]OH), к нему добавляют раствор альдегида и нагревают.
Восстановленное серебро оседает на стенках пробирки в виде блестящего налета, а альдегид окисляется в соответствующую органическую кислоту.
б) Другой характерной реакцией является окисление альдегидов гидроксидом меди (II). Если к голубому осадку гидроксида меди (II) прилить раствор альдегида и смесь нагреть, то сначала появляется желтый осадок гидроксида меди (I), который при дальнейшем нагревании превращается в красный оксид меди (I). В этой реакции окислителем является медь со степенью окисления +2, которая восстанавливается до степени окисления +1.

2. Реакции присоединения

Реакции присоединения обусловлены наличием в карбонильной группе π—связи, которая легко разрывается. По месту ее разрыва присоединяются атомы и атомные группы. Так, например, при пропускании смеси метаналя с водородом над нагретым катализатором происходит его восстановление в метанол.
Аналогично присоединяют водород и другие альдегиды.

Другие заметки по химии

«Смерть-остров»

Аркадий Шайхет/МАММ/МДФ/russiainphoto.ru

Широко известной стала печальная история одной из первых партий этих вынужденных спецпереселенцев, известная как Назинская трагедия.

Более шести тысяч человек высадили в мае 1933 года с барж на небольшом безлюдном острове на реке Обь недалеко от деревни Назино в Сибири. Он должен был стать их временным пристанищем, пока решались вопросы с их новым постоянным местом жительства в спецпоселениях, поскольку те оказались не готовы принять такое большое количество репрессированных.

Люди были одеты прямо в том, в чем их задерживала милиция на улицах Москвы и Ленинграда (Санкт-Петербург). У них не было ни постельных принадлежностей, ни каких-либо инструментов, чтобы соорудить себе временное жилище.

Государственный исторический музей Южного Урала/russiainphoto.ru

На второй день поднялся ветер, а затем ударил мороз, который вскоре сменился дождем. Беззащитные перед капризами природы, репрессированные могли только сидеть перед кострами или бродить по острову в поисках коры и мха — о пропитании для них никто не позаботился. Лишь на четвертые сутки им привезли ржаную муку, которую раздавали по несколько сотен грамм на человека. Получив эти крохи, люди бежали к реке, где разводили муку в шапках, портянках, пиджаках и штанах, чтобы побыстрее съесть это подобие каши.

Счет смертей среди спецпереселенцев стремительно шел на сотни. Голодные и замерзшие, они либо засыпали прямо у костров и сгорали заживо, либо умирали от истощения. Количество жертв росло и из-за жестокости некоторых охранников, избивавших людей прикладами винтовок. Сбежать с «острова смерти» было невозможно — он был окружен пулеметными расчетами, без промедления расстреливавшими тех, кто пытался.

Биодоступность формальдегида

Все-таки, сравнивать количество ФА, попавшего в организм из герметиков зубных каналов, с тем, что попадает с пищей, водой, воздухом или другими путями, нельзя даже имея конкретные числа. Разными путями попадающий формальдегид имеет разную биодоступность, численные величины которой мне пока неизвестны.

С другой стороны, формальдегид нельзя рассматривать только как вещество системного действия, так как это препарат с высокой химической активностью, и он обладает выраженным местным действием. Биодоступность по своему определению является частью вещества, попавшей в системный кровоток, поэтому у вещества с высокой местной активностью часть так и не достигнет системного кровотока из-за реакций на местном уровне, а биодоступность всегда будет ниже 100%.

«Интрадентальный» формальдегид

Не имея конкретных чисел по биодоступности формальдегида, могу пока только предположить, что биодоступность «интрадентального» ФА может быть близка к 100% в местах, где вещество контактирует с периодонтом или костью, так как выделившийся в газообразном виде он тотчас растворится в водной среде окружающих тканей и либо будет там сразу метаболизирован, либо частично попадет в системный кровоток. В местах, где герметик не контактирует с живыми тканями, газообразный формальдегид будет как проникать вглубь канала, так и выделяться из зуба в полость рта. В данном случае, пока нет хотябы приблизительных чисел биодоступности «интрадентального» формальдегида, советую считать по худшему сценарию, принимая это число равным за 100%.

Формалин – химсырье с дезинфицирующими свойствами

Формалин – химсырье с дезинфицирующими свойствами

К числу самых распространенных эффективных дезодорирующих и дезинфицирующих средств относится формалин. Формалин (водный раствор формальдегида) представляет собой прозрачную жидкость со специфическим острым запахом, наиболее распространенный состав которого состоит в следующих пропорциях: вода – 52 %, формальдегид – 40 % и метиловый спирт – 8 %. При длительном хранении на холоде бесцветная жидкость мутнеет в результате выпадения параформальдегида – белого осадка, который при нагревании исчезает, приобретая первоначальный вид. Химический реактив хорошо растворим в спирте и воде в любых пропорциях, несовместим с камфорой и окислителями. Продукция с содержанием формальдегида выпускается в емкостях из металла или лабораторного стекла.

Где применяется?

В промышленных целях используется технический формалин, который на вид идентичен медицинскому. Он применяется в таких отраслях производства: — химической при производстве синтетических смол и каучука, многоатомных спиртов; — целлюлозно-бумажной для улучшения прочности бумаги; — кожевенной – в процессе дубления кожи; — текстильной — препятствует усадке и сминанию изделий; — сельскохозяйственной – для борьбы с вредителями (обработка семян, корнеплодов, животноводческих помещений, дезинфекция почвы); — микроскопии – в качестве фиксатора; — кинематографии – при производстве пленки.

Формалин в медицине, косметологии и фармацевтике

К основным фармакологическим свойствам данного химического реактива относятся: — уничтожение вирусов, бактерий, грибков; — препятствование процессов разложения и гниения; — устранение неприятных гнилостных запахов; — сохранение образцов анатомических и зоологических препаратов (бальзамирование).

В современной медицинской практике формалин используется при лечении гнойно-воспалительных заболеваний кожных покровов: фурункулов, карбункулов и др.. Для этих целей фармацевтической промышленностью на основе формальдегида с использованием специального лабораторного оборудования и приборов, а также лабораторной посуды из стекла производятся мази, обладающие антисептическими свойствами.

При производстве косметических средств: шампуней, мыла, лаков и других формалин используют для повышения сроков хранения продукции. Допустимая норма содержания данного химвещества составляет не более 0,2 %.

Влияние формалина на организм

Учитывая возможность данного вещества бороться с микроорганизмами, а также сворачивать белки, следует отметить, что формальдегид не является безвредным веществом, поэтому повышенное содержании его в косметических и фармацевтических препаратах может привести к серьезным проблемам: раздражению слизистых оболочек и кожных покровов, плоть до развития экземы. При приеме вовнутрь – случаи серьезного гастроэнтерита.

В настоящее время в стоматологической практике формалин, как составляющий смесей для прочищения корневых зубных каналов, полностью запрещен. Это связано с возможным развитием периодонтита.

В фармацевтической промышленности он также запрещен для использования в препаратах для лица и слизистых оболочек.

Опасность формалина

Обладая сильными антисептическими свойствами, формальдегид относится к токсическим веществам, поэтому он пагубно воздействуют на дыхательные пути, кожные покровы, глаза, центральную нервную систему и репродуктивные органы.

Сотрудникам лаборатории, а также медперсоналу при работе с формалином следует строго выполнять указания по соблюдению мер безопасности: — использовать маски, респираторы, в аварийных ситуациях – противогазы; — применять средства защиты в виде резинотехнических изделий (фартук, бахилы, перчатки нитриловые); — обязательно проветривать помещение.

«ПраймКемикалсГрупп» — химсырье и лабораторное оборудование в Москве

Результаты многих лабораторных исследований обречены на провал, прежде всего, из-за использования некачественных химреактивов, а также несертифицированного лабораторного оборудования или лабораторной посуды, так как они не прошли тест на контроль качества продукции, поэтому возможно их несоответствие нормам ГОСТ. Bыбор любого лабораторного наименования, от фильтровальной бумаги или тигля кварцевого до последних моделей весов электронных лабораторных или микроскопов, следует производить в специализированных магазинах, одним из которых является Prime Chemicals Group.

Мы предлагаем полное оснащение Вашей лаборатории как научного, так и производственного профиля качественными товарами по доступной стоимости.

Свойства вещества и механизм его получения

Формальдегид относится к гомологическому ряду алифатических альдегидов. В своём нормальном состоянии это бесцветный газ с резким раздражающим запахом. В составе формальдегида могут быть примеси муравьиной кислоты, различных полимеров и метанола. В воде и спиртах вещество обладает хорошей растворимостью. Именно водный раствор формальдегида называется формалином и часто применяется в медицинских целях. Также добавка Е240 может полимеризоваться, иногда произвольно, приобретая твёрдую форму и переходя в триоксан, полиформальдегид, параформальдегид или тетраоксан. При температуре 19,2 градуса Цельсия вещество начинает закипать, а при 118 градусах Цельсия – плавиться. 435 градусов – температура самовоспламенения.

Именно из-за склонности к полимеризации в промышленной сфере его применяют чаще в виде растворов – водных (до 10%) или спиртовых (в 10-процентном спирте до 37%), либо связанным в соединениях в виде параформальдегида или гексаметилентетрамина. Последние подвергаются разведению и реакции с кислотой, в результате чего и выделяется формальдегид.

Промышленное получение добавки происходит в лабораторных условиях путём окисления метанола или метана. Реакции проходят при повышенном давлении, высокой температуре и с использованием катализаторов.

По состоянию на 2015-2016 годы, в мире было произведено около 8,8 миллиона тонн формальдегида. Около 38 процентов объёма всего метанола в мире расходуется для этой цели. Большая часть выработки приходится на страны Европы и Соединённые Штаты Америки. Лидерами в этой отрасли являются компании Dynea, Nexion Specialty Chemicals, BASF.

Добавка Е240 ценится как мощный консервант и антисептик, способный уничтожать значительное количество видов патогенных микроорганизмов и их споры, тем самым увеличивая срок хранения продуктов.

Гомологи

Гомологический ряд альдегидов С-С10:

  • метаналь или формальдегид (CH2O);
  • этаналь или ацетальдегид (C2H4O);
  • пропаналь (C3H6O);
  • бутаналь (C4H8O);
  • пентаналь (C5H10O);
  • гексаналь (C6H12O);
  • гептаналь (C7H14O);
  • октаналь (C8H16O);
  • нонаналь (C9H18O);
  • деканаль (C10H20O).

Рис. 1. Схема строения альдегидов.

Названия альдегидов, согласно номенклатуре ИЮПАК, образуются с помощью прибавления к названию алканов суффикса «аль» или «диаль» (у диальдегидов). Также в литературе встречаются тривиальные названия. Например, альдегид муравьиный (метаналь), уксусный (этаналь), валериановый (пентаналь).

Воздействие формальдегида на организм

Влияние формальдегида на организм человека крайне негативное. Чем он опасен? Вещество вызывает сильнейшую интоксикацию, которая приравнивается к отравлению мышьяком или синильной кислотой. Больше всего страдают центральная нервная система, слизистые оболочки и органы дыхания.

Чем опасен формальдегид? Систематическое воздействие приводит к тяжелому отравлению и опасным осложнениям. Среди последствий интоксикации можно перечислить:

  • отеки гортани и легких, которые приводят к затрудненности дыхания и даже дыхательной недостаточности, что может стать причиной летального исхода;
  • геморрагический нефрит —воспалительный процесс, локализующийся в почках;
  • нарушение менструального цикла и гормонального баланса, являющиеся частой причиной бесплодия у женщин;
  • анурия — клинический симптом, характеризующийся отсутствием мочи, в самых тяжелых случаях состояние приводит к коме.

Кроме того,  чем опасен формальдегид, так это фактом, что чувствительность к яду со временем усиливается, что способствует развитию осложнений при систематическом воздействии токсического вещества.

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.

Источником формальдегида в окружающем воздухе также могут быть промышленные отстойники химических и строительных производств, электрохимических комбинатов и пр. Привести к повышению уровня углеводородов могут потери при транспортировке и переработке нефти, очистка сточных вод, производства полиэтилена, лакокрасочная промышленность, АЗС, предприятия теплоэнергетики и пр.

Биохимические основы газопоглотительной способности растений жилых зон.

Чрезвычайно интересным представляется определение биохимического механизма поглощения и преобразования растениями органических загрязняющих веществ. Для решения этого вопроса, в Новосибирском отделении СО РАН были проведены исследования:• выделение и анализ первичных продуктов взаимодействия формальдегида с компонентами тканей растений;• изучены механизмы начальных стадий процесса поглощения поллютантов;• наблюдение физиологического отклика растений на присутствие в воздухе газообразных токсикантов.

Объектами исследования служили каланхоэ Дегремона и фикус Бенджамина. Растения подвергали повышенных концентраций газообразного формальдегида (100-300 мкг/м3) в течение определенного времени, затем исследовали их химический состав при помощи хроматографии. В ходе проведения эксперимента было установлено, что при газопоглощении формальдегида в тканях растений активно образуются различные органические вещества:

• Метилированные производные кверцитина. Их присутствие означает, что под воздействием формальдегида усиливается выработка флавоноидов. Формальдегид при этом выступает, как метилирующий агент;• Хиноны. Их количество растет экспоненциально воздействию формальдегида;• Альдегидная фаза с числом атомов углерода 6-7. Эти альдегиды не являются токсичными, в отличие от формальдегида;• Сахара. Наиболее вероятно, что формальдегид выступает как полупродукт в синтезе углеводов в тканях растений. Этот результат позволяет предположить, что растения способны использовать газообразный формальдегид, как элемент питания.

Одновременно с синтезом этих соединений под воздействием формальдегида в растениях снижается количество полифенолов. Возможная причина кроется в активном воздействии токсиканта на фермент полифенолоксидазу, которая переводит полифенолы в соединения хиноидной природы.

В ходе эксперимента описаны лишь существенные изменения в биохимическом составе тканей исследуемых растений, которые удалось зафиксировать и идентифицировать.

В заключение можно сказать, что растения, которые обладают способностью поглощать органические вещества из газовой фазы, в большинстве случаев метаболизируют их с образованием продуктов, физиологически свойственных растению.

Количество формальдегида в окружающей среде

Формальдегид неизбежно попадает в огранизм человека из окружающей среды с вдыхаемым воздухом, водой, пищей и из техногенных источников. Количество формальдегида, попадающее в огранизм этими путями, очень большое по сравнению с тем, что попадает из стоматологических препаратов.

Формальдегид в воздухе

В среднем концентрация формальдегида в воздухе равна примерно 0,5-1 мкг/м3, но в населенных пунктах, промышленных областях а также внутри помещений концентрация может достигать и десятков микрограмм на кубический метр воздуха. Человек, который за сутки в среднем вдыхает около 6 м3 воздуха, с воздухом получает в среднем несколько микрограмм формальдегида и больше.

В сигаретном дыме концентрация формальдегида еще намного больше, и за сутки много курящий человек может получить около 1 милиграмма формальдегида.

Формальдегид в пище и напитках

Концентрация формальдегида в питьевой воде как правило не превышает 0,1 мг/л, и этим путем человек за сутки получает около 0,2 мг формальдегида. В пищевых продуктах ФА может быть как натурально, так и из-за того, что продукты могут быть химически и термически обрабатываемы, а также и из-за того, что они могут храниться в таре, изготовленной из полимеров формальдегида. В овощах и фруктах в среднем есть около 3-60 мг/кг формальдегида, в молочных продуктах — около 1 мг/кг, в мясе и рыбе — около 6-20 мг/кг, в молюсках — 1-100 мг/кг. Среднее количество ФА, попадающего в организм с пищей за сутки сильно зависит от рациона человека, и равно примерно 1,5-14 мг.

4. Безопасность и токсические свойства

Категория взрывоопасности II B, группа взрывоопасности Т2. Концентрационные пределы воспламенения 7-73 % об.; температура самовоспламенения — 435 °C.

Формальдегид образуется в организме путём окисления метанола.

Обладает токсичностью, негативно воздействует на генетический материал, репродуктивные органы, дыхательные пути, глаза, кожный покров. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) формальдегида в воздухе:

  • ПДКр.з. = 0,5 мг/м³
  • ПДКм.р. = 0,035 мг/м³
  • ПДКс.с. = 0,003 мг/м³

Смертельная доза 35 % водного раствора формальдегида (формалина) составляет 10 — 50 г.

4.1. Симптомы хронического отравления

Бледность, упадок сил, бессознательное состояние, депрессия, затрудненное дыхание, головная боль, нередко судороги по ночам.

При остром ингаляционном отравлении: конъюнктивит, острый бронхит, вплоть до отека легких, Постепенно нарастают признаки поражения центральной нервной системы (головокружение, чувство страха, шаткая походка, судороги).

При отравлении через рот: ожог слизистых оболочек пищеварительного тракта (жжение, боль в глотке, по ходу пищевода, в желудке, рвота кровавыми массами, понос), геморрагический нефрит, анурия. Возможны отек гортани, рефлекторная остановка дыхания.

Хроническое отравление у работающих с техническим формалином проявляется похуданием, диспепсическими симптомами, поражением центральной нервной системы (психическое возбуждение, дрожание, атаксия, расстройства зрения, упорные головные боли, плохой сон). Описаны органические заболевания нервной системы (таламический синдром), расстройства потоотделения, температурная асимметрия. Отмечены случаи бронхиальной астмы.

4.2. Канцерогенность

Формальдегид внесен в список канцерогенных веществ ГН 1.1.725-98 в разделе «вероятно канцерогенные для человека», при этом доказана его канцерогенность для животных.