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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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. Wchłaniany przez skórę, drogi oddechowe i przez przewód pokarmowy. Objawy zatrucia czteroetylkiem ołowiu różnią się od objawów zatrucia jonowymi związkami ołowiu lub parami ołowiu.
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 PbBr2 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)[3]:
- 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 I 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 ze środowiska. Badając próbki lodowe Patterson odkrył gwałtowny wzrost poziomu atmosferycznego ołowiu w XX wieku po wprowadzeniu tetraetylołowiu jako dodatku do benzyny[4]. 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%[5].
Czteroetylek ołowiu był dodawany do benzyn w ilości maksymalnie 1,5 g/l, w celu zwiększania ich liczby oktanowej. 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(
W Polsce etylizowana benzyna była stosowana w motoryzacji do marca 2005. Obecnie jej stosowanie w samochodach jest już zabronione, silniki benzynowe w nowo produkowanych pojazdach dostosowane są obecnie do benzyny bezołowiowej i wyposażone w katalizatory (ewentualne użycie w takich pojazdach etyliny powoduje nieodwracalne zatrucie katalizatora). 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
[edytuj | edytuj kod]- ↑ a b c d e f Tetraethyllead (nr 402699) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski.
- ↑ Tetraetyloołów (nr 402699) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych.
- ↑ Seyferth, D. The Rise and Fall of Tetraethyllead. 2. „Organometallics”. 22 (25), s. 5154–5178, 2003. DOI: 10.1021/om030621b.
- ↑ Rozdział 10. W: Bill Bryson: Krótka historia prawie wszystkiego. Zysk i S-ka, 2009. ISBN 978-83-7506-368-4.
- ↑ 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: 10.1001/jama.1994.03520040046039. PMID: 8028141. OCLC 1124917.
- ↑ Helena Horton: Leaded petrol era ‘officially over’ as Algeria ends pump sales. [w:] The Guardian [on-line]. 30 August, 2021. [dostęp 2021-09-02].