Tetraetyloołów

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Tetraetyloołów
Tetraetyloołów
Tetraetyloołów
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny C8H20Pb
Inne wzory (C2H5)4Pb; Et4Pb
Masa molowa 323,44 g/mol
Wygląd bezbarwna lub żółta, lepka, lotna ciecz o charakterystycznym zapachu
Identyfikacja
Numer CAS 78-00-2
PubChem 6511[1]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Tetraetyloołów (C2H5)4Pb, czteroetylek ołowiu) – metaloorganiczny związek chemiczny, stosowany głównie jako środek przeciwstukowy do benzyn.

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

  • silnie toksyczny:
    • LD50 (szczur, doustnie) – 12,3 mg/kg
    • LC50 (szczur, inhalacja) – 850 mg/m³ przez 8 h
  • przenika przez skórę

Czteroetylek ołowiu jest trujący, ma toksyczny wpływ na ośrodkowy układ nerwowy (jest neurotoksyną). Zdarzały się zatrucia śmiertelne u ludzi przy czyszczeniu zbiorników na etylinę, czy po oblaniu czteroetylkiem ołowiu. Wchłanianie przez skórę, drogi oddechowe i przez przewód pokarmowy. Objawy zatrucia czteroetylkiem ołowiu nie odpowiadają objawom zatrucia innymi związkami ołowiu lub parami ołowiu ponieważ wówczas za objawy zatrucia odpowiada jon ołowiowy.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Tetraetyloołów, ze względu na działanie antydetonacyjne (antystukowe), był stosowany jako środek przeciwstukowy do benzyn, zwanych etylinami. Dodawało się go w postaci tzw. płynu etylowego, który zawierał ok. 60% (C2H5)4Pb poprawiający ich liczbę oktanową. Działanie antystukowe tetraetyloołowiu opiera się na jego rozkładzie pod wpływem temperatur panujących w silniku na ołów i rodniki etylowe:

(C2H5)4Pb → 4C2H5· + Pb

Powstałe rodniki etylowe łączą się z rodnikami węglowodorowymi powstającymi przed zapaleniem paliwa przez iskrę ze świecy i uniemożliwiają reakcję łańcuchową powodującą przedwczesną detonację benzyny (tzw. stukanie).

Ponieważ przy rozkładzie tetraetylku ołowiu w silnikach oprócz wolnego ołowiu powstają także jego nielotne związki (np. tlenek ołowiu(II)), które osadzają się w cylindrach, do etylizowanych benzyn dodaje się pewne ilości 1,2-dibromoetanu lub 1,2-dichloroetanu. Dzięki temu czteroetyloołów przekształca się podczas spalania w lotny bromek lub chlorek ołowiu(II).

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Tetraetyloołów otrzymuje się poprzez działanie chloroetanem (chlorkiem etylu) na stop ołowiu z sodem, najkorzystniej w stosunku molowym 1:1 (90% Pb, 10% Na)[2]:

4C2H5Cl + 4NaPb → (C2H5)4Pb + 4NaCl + 3Pb

Produkt oddziela się od pozostałości nieorganicznych przez destylację z parą wodną. Pozostały ołów przeprowadza się z powrotem w stop z sodem.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Ze względu na wysoką toksyczność i masową produkcję do II wojny światowej był uznawany za potencjalny bojowy środek trujący. Własności antystukowe tetraetyloołowiu zostały odkryte w 1921 r. przez Thomasa Midgleya pracującego pod kierunkiem Charlesa Ketteringa w General Motors Research. Z powodu jego toksyczności wielu naukowców badających jego właściwości (w tym Midgley) zachorowało, a niektórzy zmarli. Amerykański geochemik Clair Patterson przypadkowo odkrył zanieczyszczenie atmosfery ołowiem podczas ustalania wiekiu Ziemi. Kiedy mierzył zawartość ołowiu z rozpadu uranu w bardzo starych skałach, wyniki zakłócało zanieczyszczenie ołowiu z środowiska. Badając próbik lodowe Patterson odkrył gwałtowny wzrost poziomu atmosferycznego ołowiu w XX. wieku po wprowadzeniu tetraetylołowiu jako dodatku do benzyny[3].. Ze względu na toksyczne właściwości etylizowana benzyna została w niektórych krajach (np. USA – w 1976–1986) wycofana z użycia. Badania przeprowadzone w 1994 r. wykazały, że w latach 1976–1991 zawartość ołowiu we krwi mieszkańców USA obniżyła się o 78%[4].

Czteroetylek ołowiu był dodawany do benzyn w ilości maksymalnie 1,5 g/l, w celu zwiększania ich liczby oktanowej. Obecnie jego dodawanie do benzyny jest w wielu krajach świata zabronione. W USA i Kanadzie etyliny zostały całkowicie wycofane z użycia już w połowie lat '80. W Unii Europejskiej od 1982 do 2005 r. wolno było stosować etyliny zawierające nie więcej niż 0,15 g tetraetyloołowiu w 1 litrze paliwa. Od 15 stycznia 2005 r. w krajach Unii Europejskiej nie wolno sprzedawać etyliny. Została ona zastąpiona paliwami, w których rolę dodatku antystukowego spełniają sole litu. W USA i Kanadzie stosowano w latach 80. XX w. paliwa w których rolę dodatku antystukowego spełniał MMT ([Mn(η5-Me-Cp)(CO)3]), który jednak również jest toksyczny i posiada zły wpływ na środowisko naturalne.

W Polsce etylizowana benzyna była stosowana w motoryzacji do marca 2005. Obecnie jej stosowanie w samochodach jest już zabronione. Zarówno w Polsce jak również na świecie związki ołowiu nadal stosowane są w paliwach lotniczych (Avgas). Typowa benzyna lotnicza (100LL) nie może zawierać więcej niż 0,56 grama czteroetylku ołowiu na litr.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Tetraetyloołów – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  2. Seyferth, D.. The Rise and Fall of Tetraethyllead. 2. „Organometallics”. 22 (25), s. 5154–5178, 2003. doi:10.1021/om030621b (ang.). 
  3. Bill Bryson. "Krótka historia prawie wszystkiego", rozdz. 10. (pol.). 
  4. James L. Pirkle, Debra J. Brody, Elaine W. Gunter, Rachel A. Kramer i inni. The Decline in Blood Lead Levels in the United States. „JAMA”. 272(4), s. 284-291, 1994. doi:doi:10.1001/jama.1994.03520040046039. OCLC 1124917 (ang.).