Tetraetyloołów

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Tetraetyloołów
Tetraetyloołów Tetraetyloołów
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 (czteroetylek ołowiu), (C2H5)4Pb, Et4Pb – metaloorganiczny związek chemiczny, połączenie atomu ołowiu z 4 grupami etylowymi. Stosowany głównie jako środek przeciwstukowy do benzyn.

Szkodliwość[edytuj | edytuj kod]

Czteroetylek ołowiu jest silnie toksyczny, działa 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 jonowymi 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% Et4Pb 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. PbO), 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 PBr2 lub PbCl2.

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Tetraetyloołów otrzymuje się poprzez działanie chloroetanem (chlorkiem etylu) na stop ołowiu z sodem, najkorzystniej w stosunku molowym 1:1 (masowo: 90% Pb, 10% Na)[4]:

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 wieku Ziemi. Kiedy mierzył zawartość ołowiu z rozpadu uranu w bardzo starych skałach, wyniki zakłócało zanieczyszczenie ołowiu z środowiska. Badając próbki lodowe Patterson odkrył gwałtowny wzrost poziomu atmosferycznego ołowiu w XX. wieku po wprowadzeniu tetraetylołowiu jako dodatku do benzyny[5]. Ze względu na toksyczne właściwości etylizowana benzyna została w niektórych krajach (np. USA w latach 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%[6].

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 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 ma negatywny 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.

Przypisy

  1. Tetraetyloołów – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Tetraetyloołów (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski.
  3. Tetraetyloołów (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych.
  4. Seyferth, D.. The Rise and Fall of Tetraethyllead. 2. „Organometallics”. 22 (25), s. 5154–5178, 2003. DOI: 10.1021/om030621b. 
  5. Rozdział 10. W: Bill Bryson: Krótka historia prawie wszystkiego. 2009. ISBN 978-83-7506-368-4.
  6. 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. PMID: 8028141. OCLC 1124917.