Альдегиды — получение и применение, физические и химические свойства

Где и как используются альдегиды

Альдегиды являются токсичными веществами и обладают способностью накапливаться в организме. Также соединения характеризуются раздражающим и нейротоксическим действием. Эффект определяется молекулярной массой: чем она больше, тем слабее раздражающее, но сильнее наркотическое действие. При этом ненасыщенные альдегиды обладают большей токсичностью по сравнению с насыщенными.

Определенные виды альдегидов имеют канцерогенные свойства. Вещества вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, негативно влияют на нервную систему. При увеличении количества атомов углерода в молекуле раздражающее действие уменьшается. Ненасыщенные альдегиды обладают более сильным раздражающим действием по сравнению с насыщенными.

Ацетальдегид СН3СНО вызывает возбуждение, которое сменяет наркоз. Вещество представляет собой промежуточный продукт метаболизма этилового спирта в организме. Действие тримера этого альдегида — паральдегида (С2Н4O)3 — мощнее и длительнее. Тетрамер — метальдегид (С2Н4O)4 — представляет собой более токсичное вещество. Увеличение длины алкильного радикала в молекуле альдегида сопровождается усилением физиологической активности и токсичности соединения.

Путем введения галогена в молекулу альдегида усиливают наркотическое (снотворное) действие вещества. Таким образом, наркотические свойства хлораля более выражены, чем у ацетальдегида. Альдегидная группа повышает степень токсичности вещества.

Данный показатель может быть существенно снижен в процессе образования гидратной формы альдегида. Гидратные формы характеризуются низкой токсичностью. В такой форме хлораль используют в медицинской отрасли под названием хлоралгидрата, который проявляет снотворное действие.

Введение гидроксильных групп в молекулу альдегида или их конденсация, сопровождающаяся формированием альдолей, значительно понижают реакционную способность, а также физиологическую активность соединений. К примеру, сахара являются фармакологически инертными веществами.

Ароматические альдегиды в большей степени характеризуются низкой токсичностью, что объясняется простотой их окисления до соответствующих кислот, которые, как правило, достаточно инертны.

Лекарственные препараты, в составе молекулы которых есть альдегидная группа, с указанием их основного действия на организм:

По сравнении с другими альдегидами наибольшими объемами производства характеризуется формальдегид (примерно 6 млн тонн/год). Основной областью применения вещества является выпуск смол — бакелита, галалита (в сочетании с мочевиной, меламином и фенолом). Соединение используют в процессе дубления кож и протравливания зерна.

Также из формальдегида производят лекарственные средства (уротропин). Соединение используют в качестве консерванта биологических препаратов (за счет свойства свертывать белок). Формальдегид является предшественником метилендифенилдиизоцианата, который применяется при изготовлении полиуретанов и гексогена, являющегося достаточно мощной взрывчаткой.

Вторым по объемам производства альдегидом является масляный альдегид. Синтезируют примерно 2,5 млн тонн в год данного вещества по технологии гидроформилирования. Определенные виды альдегидов получают в ограниченных масштабах (менее 1000 тонн в год) и применяют как ингредиенты в парфюмерной промышленности. К примеру, к таким соединениям относят коричный альдегид и его производные в виде цитраля и лилиаля.

Ацетальдегид применяют в процессе получения уксусной кислоты, этилового спирта, бутадиена для синтеза производных пиридина, пентаэритрита и кротонового альдегида, поливинилацетата и пластмасс. Вещества необходимы для производства спиртов, в том числе, бутиловых, 2-этилгексанола, пентаэритрита. Также альдегиды используют для получения карбоновых кислот, полимеров, антиоксидантов, пиридиновых оснований.

Лечение острой интоксикации

Отравление муравьиным альдегидом, приравниваемым по ядовитости к синильной кислоте или мышьяку, происходит через кожу или при вдыхании. Первые ярко выраженные симптомы проявляются уже через 12 часов, всегда имеют специфическое течение (поражаются глаза, слизистые оболочки носа и рта, желудочно-кишечный тракт и центральная нервная система) и требуют оказания неотложной помощи. Лечение состоит из следующего комплекса мероприятий:

• с помощью зонда промывание желудка 3%-м раствором углекислого аммония,

• активированный уголь, солевое слабительное, очистительные клизмы,

• обильное щелочное питьё в виде молока, слизистых отваров и сырых яиц,
• промывания поражённой кожи, носа и рта мыльным раствором, глаз — водой, холодные примочки,
• кислородные ингаляции, вентиляция лёгких или проведение трахеотомии,
• компенсация сердечно-сосудистой, почечной и печёночной недостаточности,
• симптоматическая и противошоковая терапия.

Главное условие на всё время лечения — нейтрализация контакта пострадавшего с формальдегидом. В результате перенесённой интоксикации чувствительность к нему повышается и сохраняется длительное время.

Что такое альдегид?

Альдегиды имеют карбонильную группу. Эта карбонильная группа связывается с другим углеродом с одной стороны, а с другого конца она соединяется с атомом водорода. Более того, в карбонильной группе атом углерода по существу имеет двойную связь с кислородом. Таким образом, можно охарактеризовать альдегиды с группой –CHO, в которой атом кислорода имеет двойную связь с атомом углерода.

В номенклатуре альдегидов, согласно системе IUPAC, мы используем термин «al» для обозначения альдегида. Для алифатических альдегидов «е» соответствующего алкана заменяется на «al». Например, мы можем назвать соединение CH₃CHO как этанол, а CH₃CH₂СНО как пропанол. Альдегиды с кольцевыми системами, в которых альдегидная группа непосредственно присоединяется к кольцу, мы можем использовать термин «карбальдегид» в качестве суффикса для их названия. Однако C₆ЧАС₆CHO обычно известен как бензальдегид, а не как бензолкарбальдегид.

Кроме того, мы можем синтезировать эти органические соединения различными методами. Один метод — через первичные окисляющие спирты. Кроме того, мы можем синтезировать их, восстанавливая сложные эфиры, нитрилы и ацилхлориды.

Структура

У карбонильного атома углерода sp2 гибридизация. Таким образом, альдегиды имеют тригональное плоское расположение вокруг карбонильного атома углерода. Карбонильная группа представляет собой полярную группу; таким образом, эти молекулы имеют более высокие температуры кипения по сравнению с углеводородами, имеющими такой же вес.

Однако эти соединения не могут образовывать более прочные водородные связи, такие как спирты, что приводит к более низким температурам кипения, чем соответствующие спирты. Из-за способности образовывать водородные связи альдегиды с низким молекулярным весом растворимы в воде. В любом случае, когда молекулярная масса увеличивается, они становятся гидрофобными.

Карбонильный атом углерода имеет частичный положительный заряд; следовательно, он может действовать как электрофил. Следовательно, эти молекулы легко подвергаются реакциям нуклеофильного замещения. Водород, присоединенный к атому углерода рядом с карбонильной группой, имеет кислотную природу, что объясняет различные реакции альдегидов.

Применение формальдегида

Формальдегид как основа получения веществ и материалов применяется в деревообрабатывающей промышленности. Вещество входит в состав некоторых клеев, необходимых для формовки ДСП и ДВП, оно присутствует в ЛКМ и отделочных материалах. Поэтому источником вредных выделений является не только недорогая мебель из ДСП, но и статусная, изготовленная из МДФ-панелей.

Для чего используют формалин? В небольших дозировках он применяется в медицине и в косметической промышленности в качестве консерванта и антисептика. При реакции формальдегида и аммиака образуется уротропин, который применяется в медицине вместо более токсичного метальдегида.

В пищевой промышленности токсин необходим в качестве консерванта. Есть вещество также в потоках дыма для копчения продуктов. В сладкой газировке заменитель сахара аспартам на жаре превращается в канцероген.

Формальдегид используют как консервант в производстве средств гигиены. Вещество не дает развиваться в шампунях патогенной микрофлоре. Есть оно также в средствах, применяемых для уборки помещений. Его можно найти в лаке для ногтей, в шампунях, кремах, дезодорантах и пр. До 0,1-0,5% вещества в составе косметического средства является нормальной, безопасной дозой, которая не способна нанести вред.

В сельском хозяйстве используются альдегиды благодаря своей токсичности в отношении насекомых и бактерий. Это сильные кишечные яды для насекомых. Они широко применяются в качестве дезсредств, для протравливания семян перед посадкой и хранением.

В фармации вещество применяется при производстве:

• формидрона – средства против потливости;
• формалиновой мази против потливости;
• лизоформа – вещества, находящегося в растворе для спринцеваний;
• пасты Теймурова – мази от потливости.

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.

Физические и химические свойства, как действуют на живые организмы

Практически для всех альдегидов характерна способность вступать в разные химические реакции, в том числе полимеризацию. При контакте с другими типами молекул вещества преобразуются в так называемые конденсационные полимеры. Полученные материалы нашли широкое применение в производстве пластмассы, их активно используют, как растворители и компоненты парфюмерной продукции. Некоторые виды альдегидов являются участниками физиологических процессов. К примеру, вещества входят в состав:

• витамина А, который важен для зрения;
• пиридоксальфосфата, как одна из форм витамина В6;
• глюкозы и других редуцированных сахаров;
• определенных гормонов синтетического и природного происхождения.

Ключевое отличие альдегидов от углеродов заключается в присутствии у них карбонильной группы. Она отличается полярностью, то есть электроны, которые образуют связь С=0 притягиваются сильнее к кислороду, чем к углероду. В связи с этим, первый из электронов заряжается отрицательно, а второй — положительно.

Примечание

Можно отметить наличие у альдегидов более высокого дипольного момента. Это отличает вещества от других углеводородных соединений.

Альдегиды представляют собой реакционноспособные соединения, которые могут вступать в различные реакции. Наиболее распространены следующие реакции:

1 присоединение, согласно карбонильной группе, таким образом, как присоединяются реагенты с типом НХ:

2 реакции окисления связи C-H альдегидной группы, что в итоге приводит к образованию карбоновых кислот.

Реакция присоединения альдегидов отличается по механизмам. В результате гидрирования образуются первичные спирты:

При присоединении спиртов получают полуацетали и ацетали:

В том случае, когда наблюдается избыток спирта, при наличии HCl полуацетали трансформируются в ацетали:

Можно рассмотреть два варианта реакции окисления. В первом случае процесс носит название «серебряного зеркала» и протекает следующим образом:

  

В упрощенном виде схему можно записать так:

Данная реакция представляет собой качественную реакцию на альдегидную группу. В процессе эксперимента можно наблюдать, как стенки реакционного сосуда будут покрываться зеркальным налетом металлического серебра.

Другая реакция окисления протекает при контакте с гидроксидом меди (II). Схема процесса:

Рассматриваемая реакция также относится к категории качественных реакций на альдегидную группу. В итоге образуется красный осадок Cu2O.

Окисление формальдегида с помощью различных О-содержащих окислителей в первую очередь приводит к образованию муравьиной кислоты, а затем — Н2СO3(СO2 + Н2O):

Альдегиды вступают в реакции ди-, три- и полимеризации. Альдольная конденсация протекает, таким образом:

Схема тримеризации ацетальдегида:

Полимеризация формальдегида обладает определенными особенностями. В процессе длительного хранения формалина в виде 40% водного раствора формальдегида можно наблюдать полимеризацию, в результате чего образуется белый осадок параформа:

Реакция поликонденсации формальдегида с фенолом протекает, таким образом:

Формальдегид превращается в углеводы в результате следующей реакции:

Каким образом формальдегид взаимодействует с аммиаком, можно наблюдать на схеме в электронном виде:

Температура кипения альдегидов и их плавления гораздо выше у карбонилсодержащих соединений, нежели у просто состоящих из углерода и водорода. Например, при одинаковой молекулярной массе бутан и ацетон достигают состояния кипения неодинаково. Температура для бутана в данном случае составляет 0 градусов, а ацетон кипит при 56 градусах.

Альдегиды растворяются в воде, что отличает их от углеводородов. Данное свойство характерно только для тех веществ, которые обладают менее пятью атомами углерода в молекуле. В том случае, когда углеводородная часть их молекул превышает этот показатель, материал не растворяется водой.

Физические свойства альдегидов:

Влияние формальдегида на человека

Формальдегид применяется на мебельных фабриках и на строительных производствах. Работающие с этим токсином люди могут быть подвержены воздействию токсичных паров и должны знать какая симптоматика свидетельствует об отравлении парами формальдегида. Одноразовое вдыхание паров формалина и формальдегида безопасно.

Формальдегид — крайне токсичный и опасный яд, при длительном воздействии провоцирующий развитие онкозаболеваний. Что будет если выпить формалин? При заглатывании формалина могут развиться такие тяжелейшие осложнения, как:

• почечная и печеночная недостаточность;
• желудочные кровотечения;
• омертвение тканей пищевода.

При воздействии на респираторные органы может развиться:

• бронхит;
• приступ бронхиальной астмы;
• обструкция легких.

При контакте с кожей Фальмардегид провоцирует развитие:

• хронического дерматита;
• крапивницы и сыпи;
• расслоение ногтевых пластин;
• жжения и покраснения кожи;
• мокнущей экземы.

Одна из особенностей формальдегидного воздействия заключается в том, что при систематическом воздействии яда, восприимчивость к нему усиливается. Можно сказать, что он чрезвычайно вреден.

При отравлении фальмадегиды накапливаются в:

• поджелудочной;
• кишечнике;
• костном мозге;
• лимфе.

К группе риска по отравлению фальмальдегидом относятся люди, работающие:

• на химических производствах;
• на целлюлозно-бумажном производстве;
• на мебельном производстве;
• в электронной и в полупроводниковой отрасли, в швейной и в текстильной, на фабриках пищевых добавок;
• в морге, которым приходится непосредственно работать с формалином;
• проживающие в промзоне.

Людям, вплотную работающим с формальдегидами, формальдегидными смолами и метанолами необходимо более пристально следить за своим здоровьем, регулярно проходить онкологические скриннинги на выявление таких распространенных в этой группе заболеваний, как рак кожи, онкологические заболевания респираторной системы, ЖКТ, простаты. Люди, работающие с формалином и формальдегидом больше 10 лет, входят в группу риска по заболеванию:

• лимфомой Ходжкина;
• миеломой;
• миелолейкозом.

У женщин, работающих с формальдегидом развиваются следующие патологии:

• дисменорея;
• самопроизвольные выкидыши;
• альгоменорея;
• патологии шейки матки и придатков.

Применение

Рассказывая о том, что такое формальдегид, стоит поговорить и о том, где используются его смолы. На самом деле, пластмассы, произведенные из них, по целому ряду свойств являются непревзойденным материалом. Его используют в изготовлении:

• Абразивных инструментов, тормозных колодок для вагонов метрополитена.
• Деталей для продукции машиностроения и ступеней эскалаторов.
• Электротехнических изделий.
• Корпусов различных аппаратов.
• Деталей военной техники и оружия.
• Элементов кухонных принадлежностей.
• Древесно-стружечных плит и фанеры.
• Сувениров, канцтоваров, часов, бижутерии, шашек, шахмат, домино.
• Лаков и клеев.

Интересно, что из карболитов (отвержденные фенолформальдегидные смолы) делали корпуса советских мультиметров.

Симптомы интоксикации

Отравление формальдегидом может иметь некоторые особенности, преимущественно со стороны головного мозга и органов дыхания. К ним относятся:

• приступ удушья;
• сильный кашель;
• трудности с дыханием;
• зуд и жжение слизистых поверхностей пищевода и гортани;
• понос и рвота с кровяными прожилками;
• интенсивная жажда;
• побледнение кожи;
• колебания настроения;
• упадок сил;
• нарушение сна;
• судорожный синдром;
• расстройство координации;
• головная боль;
• потеря веса.

У людей, часто контактирующих с ядом, признаки могут проявляться в виде аллергических реакций, крапивницы, ломкости ногтей. У женского пола наблюдается сбои менструации, у мужчин – снижение полового влечения.

Раствор формальдегида

Он еще известен как формалин. В нем содержится от 36,5 до 37,5 % формальдегида. Это бесцветная прозрачная жидкость с узнаваемым острым запахом, который чем-то похож на тот, которым пахнет новая мебель. Только он более резкий и неприятный. Раствор формальдегида оказывает противомикробное действие. Он показан для лечения крупного рогатого скота в случае отравления животных карбамидом. Его растворяют в литре воды (0,3 миллилитра на 1 килограмм живой массы) и поят этим заболевший скот.

Также данное вещество убивает грибы, вирусы, споровые микробы и другие вредные микроорганизмы. Губительно влияет на мух, чесоточных клещей, их личинки и иных паразитов. Так что его активно применяют для дезинфекции животноводческих помещений, инвентаря, тары. Обычно используют в аэрозольном состоянии.

Еще формалин – незаменимое средство в консервировании патологического материала, сывороток и вакцин. Стоит отметить, что в состав противогангренозной жидкости, помимо дистиллированной воды и трикрезола, входит и 5 частей данного вещества. Также формалин используют для дезинфекции рук, медицинских инструментов и операционного стола, и даже для стерилизации льняных и хлопчатобумажных ниток.

Изомерия кетонов

Для кетонов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения карбонильной группы и межклассовая изомерия.

Изомерия углеродного скелета характерна для кетонов, которые содержат не менее пяти атомов углерода.

Например. Формуле С5Н10О соответствуют кетоны-изомеры углеродного скелета

Пентанон-2	3-Метилбутанон-2

Изомерия положения карбонильной группы характерна для кетонов, которые содержат не менее пяти атомов углерода.

Например. Формуле С5Н10О соответствуют два кетона-изомера углеродного скелета

Пентанон-2	Пентанон-3

Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Кетоны являются межклассовыми изомерами с альдегидами, непредельными спиртами и непредельными простыми эфирами, содержащими одну двойную связь в молекуле. Общая формула этих классов органических соединений — C_nH_2nО.

Межклассовая изомерия характерна для кетонов, которые содержат не менее трех атомов углерода. 

Например. Межклассовые изомеры с общей формулой  С3Н6О: пропаналь СН3–CH2–CHO  и ацетон CH3–СO–CH3

Пропаналь	Ацетон (пропанон)

Физические свойства альдегидов и кетонов

Все альдегиды и кетоны, кроме формальдегида – жидкости. Лёгкие альдегиды хорошо растворимы в воде из-за водородных связей, которые они образуют с водой.

Химические свойства альдегидов и кетонов

1. Реакции присоединения

В молекулах карбонильных соединений присутствует двойная связь С=О, поэтому для карбонильных соединений характерны реакции присоединения по двойной связи. Присоединение к альдегидам протекает легче, чем к кетонам.

1.1. Гидрирование

Альдегиды при взаимодействии с водородом в присутствии катализатора (например, металлического никеля) образуют первичные спирты, кетоны — вторичные:

1.2. Присоединение воды

При гидратации формальдегида образуется малоустойчивое вещество, называемое гидрат. Оно существует только при низкой температуре.

1.3. Присоединение спиртов

При присоединении спиртов к альдегидам образуются вещества, которые называются полуацетали.

В качестве катализаторов процесса используют кислоты или основания.

Полуацетали существует только при низкой температуре.

Полуацетали – это соединения, в которых атом углерода связан с гидроксильной и алкоксильной (-OR) группами.

Полуацеталь может взаимодействовать с еще одной молекулой спирта в присутствии кислоты. При этом происходит замещение полуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR’ и образованию ацеталя:

Изомерия и номенклатура

Для альдегидов характерна изомерия углеводородного радикала. Он может иметь либо неразветвленную, либо разветвленную цепь. Названия альдегидов происходят от исторических названий соответствующих органических кислот, в которые они превращаются при окислении (муравьиный альдегид, уксусный альдегид, пропионовый альдегид и др.). По международной номенклатуре названия альдегидов производят от названий соответствующих углеводородов с прибавлением суффикса -аль.

Важнейшие представители альдегидов.
Метаналь, или формальдегид*
Этаналь, или ацетальдегид*
Пропаналь
Бутаналь
2-Метилпропаналь
Пентаналь
Гексаналь

Получение и применение альдегидов на примере уксусного альдегида

Уксусный альдегид получают в больших количествах при помощи реакции Кучерова*:

В небольших количествах этот альдегид можно получить окислением этанола:

Задание 23.5

В уроках 20.3 и 22.4 посмотрите на соответствующие уравнения реакций; обратите внимание, за счёт каких атомов они происходят, и попробуйте составить аналогичные уравнения реакций:

1. пропин + вода →
2. пропанол-1 + СuО →
3. пропанол-2 + СuО →

Сделайте вывод: всегда ли в этих реакциях получаются альдегиды?

Если Вы всё сделали правильно, в реакциях 1 и 3 получается ацетон (кетон), а в реакции 2 — пропаналь.

Уксусный альдегид применяют для получения уксусной кислоты, этилового спирта, лекарств и других веществ.

Профилактика

Чтобы уберечься от негативного воздействия формальдегида на работе достаточно неукоснительно соблюдать требования техники безопасности, которые предусматривают также поведение работников в нестандартной ситуации и описывают приемы первой помощи при отравлении. При работе с формалином обязательно использование СИЗ: перчаток, масок.

При покупке мебели предварительно уточните из какого материала она сделана и исследуйте материал на токсичность по формальдегиду. Можно этот показатель уточнить непосредственно у производителя.

Если же уже приобретен дом или квартира, в котором пол, например зашит фанерой, а при строительстве использовалось ОСБ, для защиты от запаха формальдегида нужно полностью перекрыть ему доступ в воздух:

• стены покрасить на несколько раз резиновой краской;
• пол можно изолировать плотной пленкой.

Если наблюдается повышенная концентрация вещества в атмосферном воздухе, связанная со смогом или НМУ, чтобы защититься следует придерживаться следующих рекомендаций:

• меньше времени проводить на улице;
• избегать автомобильных пробок;
• не открывать окна для проветривания;
• пить больше жидкости;
• носить респиратор на улице;
• пить витамины;
• промывать слизистую носа солевыми растворами как можно чаще;
• при ухудшении самочувствия сразу обращаться за помощью.

Также в бытовых условиях, чтобы избавиться от токсичных паров необходимо:

1. Как можно чаще проветривать комнаты и делать влажную уборку.
2. Поддерживать оптимальные показатели влажности — чем выше влажность, тем активнее формальдегид.
3. Не покупать продукцию, содержащую формальдегидные смолы — краски, лаки, шампуни.
4. Не курить дома.
5. После евроремонта или покупки новых предметов мебели нужно проветривать помещение до тех пор, пока не уйдет формальдегидный аромат — обычно вентиляция устанавливается, как минимум, на полгода.
6. При покупке мебели следить, чтобы все торцы были тщательно заламинированы.
7. Внимательно изучать сопроводительную документацию при покупке стройматериалов.
8. Поставить домашние растения, способные удалить токсины из окружающей среды — это папоротники, кустовая хризантема, драцена, шеффлера.

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 на человека и признаки поражения

В медицинских препаратах и косметических средствах формальдегид влияние на организм человека проявляет достаточно благотворно: связывает пары аммиака, придающего неприятный запах поту, и блокирует развитие микробов, провоцирующих ароматизацию подмышек и ступней. Но при превышении допустимой концентрации происходит свёртывание и фиксация белка, что приводит по меньшей мере к раздражениям, зуду и сыпи. Неконтролируемое вдыхание паров формальдегида или проглатывание растворов приводит к развитию острого удушья и серьёзным отравлениям, которые тем сильнее, чем больше процентное содержание токсина и время воздействия.

Не зря Всемирная организация здравоохранения внесла его в список веществ, которые приводят к нарушениям здоровья. Аллерген, мутаген и канцероген, вызывающий поражения дыхательной и нервной системы — всё это про формальдегид. Класс опасности — второй (высокоопасное вещество) максимальный разовый предел допустимой концентрации которого на открытом воздухе — 0,05 мг/куб. метр, в воздухе замкнутого пространства — 0,5 мг/куб. метр, в природной воде — 0,05 мг/литр, в почве — 7 мг/кг. Всё это справедливо и для формалина, класс опасности которого тоже второй. При содержании 20 мг/куб.метр в течение 30 минут наступает смерть.

Первые признаки превышения концентрации формальдегида в воздухе рабочей зоны:

• рези в глазах;
• слезотечение и насморк;
• кашель и одышка;
• головная боль;
• судороги и удушье;
• нарушение двигательной координации.

При длительном вдыхании высоких концентраций развиваются:

• расширение зрачков;
• острый конъюнктивит;
• ринит;
• бронхит;
• отёки слизистых глотки и лёгких;
• боли во рту и за грудиной;
• сильные рези в животе, жажда;
• тошнота, рвота с кровью.

Если случайно выпить раствор формалина, происходит мгновенный ожог пищевода и увеличение в объёме органов дыхания. При контакте с кожей концентрированных растворов проявляется глубокий некроз поражённого участка с интоксикацией, вызывающей почечную и печёночную недостаточность. Постепенное накопление формальдегида в воздухе непроветриваемых помещений провоцирует:

• состояние общей слабости и разбитости;
• депрессии и чувство страха;
• частые головные боли;
• развитие астмы, дерматитов и аллергических экзем;
• бессонница, шаткая походка;
• бледность кожных покровов;
• размягчение и ломкость ногтей;
• у женщин — нарушение гормонального фона, сбой менструального цикла.

Физико-химические свойства и получение

Формальдегид (метаналь) — алифатический альдегид метилового спирта и муравьиной кислоты, впервые синтезирован русским химиком Бутлеровым.

Его небольшие количества в природе естественным образом образуются при фотосинтезе растений и метаболических процессах живых организмов. Гораздо больше формальдегида выбрасывается в окружающую атмосферу с автомобильными выхлопами, отходами кожевенного, деревообрабатывающего и мебельного производства. Вносят свой вклад и химические предприятия, где выпускают полимеры-реактопласты, косметическую и фармацевтическую продукцию. Под действием солнечного света и кислорода воздуха муравьиный альдегид становится неотъемлемой частью городской атмосферы.

В сравнении с обитателями сёл и деревень, жители промышленных мегаполисов подвержены большему воздействию формальдегида, а контакты с ним значительно вероятнее в закрытом помещении, чем на природе.

Формальдегид формулу CH2O, плотность 0,8153 г/куб.см при температуре -20°C и молярную массу 30,03 грамма/моль. Иногда в сети встречаются и другие названия: формадельгид, фольмадегид, фальмардегид. Это бесцветный газ, который способен воспламеняться от открытого огня, и, будучи тяжелее воздуха, образует с ним взрывоопасные смеси. Участвует во всех реакциях, характерных для алифатических альдегидов, очень хорошо растворяется в воде и спиртах, обладает средней растворимостью в бензоле и прочих органических растворителях.

Его 37% водный раствор, денатурирующий белок, называют формалином и широко используют для дубления и стабилизации биологических материалов. При хранении он становится мутным, т. к. образующийся параформальдегид выпадает в белый осадок. Противомикробную активность метаналь проявляет по отношению к грамположительным, грамотрицательным бактериям, дрожжеподобным и плесневым грибам. Вещество не накапливается в окружающей среде, т. к. на солнце или с помощью бактерий из почвы и воды разлагается на муравьиную кислоту и оксид углерода.

Технология промышленного контактно-каталитического процесса была разработана русским химиком Орловым. Формальдегид получают окислительной конверсией метана на фосфате алюминия при 450 °C или метанола, с разницей в катализаторах и температурах процесса:

• на железо-молибденовых — при 300 °C;
• на серебряных — при 650 °C.

В лабораторных условиях его можно синтезировать окислением метанола на цинково-медных катализаторах при 600 °C, термическим разложением формиата цинка или деполимеризацией параформальдегида.

Читать также Изопропиловый спирт: состав и сферы применения