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Qu'est-ce que l'oxyde d'éthylène ?

L'oxyde d'éthylène est un composé organique à deux carbones avec une structure d'éther cyclique.

Il est également connu sous le nom d'oxyde d'éthylène, d'époxyéthane et d'oxirane. Il s'agit d'un gaz à température ambiante, soluble dans l'eau et les solvants organiques.

Utilisations de l'oxyde d'éthylène

L'oxyde d'éthylène peut être utilisé tel quel ou comme matière première pour la synthèse d'autres composés. Lorsqu'il est utilisé tel quel, il sert de désinfectant puissant. Il est utilisé dans un processus de désinfection appelé stérilisation à l'oxyde d'éthylène, qui est efficace pour stériliser les matériaux peu résistants à la chaleur qui ne supportent pas la stérilisation à haute température.

Lorsqu'il est utilisé comme matière première pour la synthèse, il est souvent utilisé comme matière première pour l'éthylène glycol et l'oxyde de polyéthylène, qui est de l'oxyde d'éthylène polymérisé. De plus, ils sont également utilisés comme matières premières pour l'éthanolamine, le carbonate d'éthylène et les éthers d'alkyle.

L'oxyde de polyéthylène étant très hydrophile, il peut être combiné à des groupes alkyle hydrophobes pour devenir un surfactant et être utilisé comme surfactant non ionique dans les détergents.

Caractéristiques de l'oxyde d'éthylène

La formule moléculaire de l'oxyde d'éthylène est CH2CH2O, avec un poids moléculaire de 44,05. Il s'agit d'un composé organique gazeux à température et pression ambiantes, avec une densité de 0,8711 à 20°C, un point d'éclair de -17,8°C, un point d'ébullition de 10,7°C et un point de congélation de -111,3°C. Il est bien soluble dans l'eau, l'acétone et l'éther.

Il a une structure d'éther cyclique et la polymérisation par ouverture de cycle produit de l'oxyde de polyéthylène, un polyéther. Il réagit généralement facilement avec les composés d'hydrogène actif.

Autres informations sur l'oxyde d'éthylène.

1. Comment l'oxyde d'éthylène est-il produit ?

L'oxyde d'éthylène est synthétisé par oxydation par contact de l'éthylène avec l'oxygène. L'oxygène peut être remplacé par l'air (gaz mélangé à l'azote), mais la méthode de l'oxygène, qui utilise l'oxygène comme matière première, est actuellement la plus courante.

Un mélange d'éthylène gazeux et d'oxygène (concentration d'éthylène de 20 à 35 %) est introduit dans une tour de réaction multitubulaire remplie d'un catalyseur à base d'argent et réagit dans des conditions de 230 à 315 °C et sous une pression de 851 à 2 127 kPa. La réaction est suivie de plusieurs étapes de lavage et de séparation, puis d'une nouvelle distillation pour obtenir de l'oxyde d'éthylène de grande pureté. Le rendement de cette méthode de production est d'environ 80 %.

Équation de la réaction principale : C2h4 + 1/2o2 → c2h4o (oxyde d'éthylène)
Équation de la sous-réaction : C2h4 + 3o2 → 2co2 + 2h2o

La méthode la plus courante est l'oxydation de l'éthylène par l'oxygène, mais la neutralisation par hydrolyse de la chlorhydrine d'éthylène (C2H4ClOH) a également été utilisée. Bien que cette méthode ait des rendements élevés, elle n'est plus utilisée en raison de son coût élevé et de sa pureté moindre par rapport à l'oxydation directe de l'éthylène.

2. Précautions concernant l'oxyde d'éthylène

Aspects liés à la manipulation.
L'oxyde d'éthylène a un domaine d'explosivité assez large de 3,0 à 100 % et peut se décomposer et exploser en l'absence d'oxygène. Non seulement le feu est strictement interdit, mais il doit également être stocké dans un endroit frais, bien ventilé, sombre et à l'abri de la lumière directe du soleil.

Avec une densité de vapeur de 1,52, il est plus lourd que l'air, de sorte qu'en cas de fuite, il risque de rester sous les pieds et l'odeur ne sera pas remarquée. Un contrôle strict est essentiel, car la moindre énergie peut provoquer une explosion.

Toxicité
L'oxyde d'éthylène a été jugé équivalent à une "substance connue pour être toxique pour l'homme en ce qui concerne la reproduction", car des études épidémiologiques ont fait état d'une augmentation du nombre de fausses couches, ainsi que d'effets évidents tels que la mutagénicité des cellules germinales dans le cadre d'expériences sur les animaux.

D'autres effets toxiques aigus incluent des cloques en cas d'adhérence à la peau, une kératite en cas de contact avec les yeux, et l'inhalation de grandes quantités de vapeur peut provoquer des effets anesthésiques et la mort. Lors de la manipulation, il convient de porter des lunettes et des gants de protection ainsi que des masques à gaz pour les gaz organiques.