Формальдегид — это… Что такое Формальдегид?

0
16

Характеристика вещества

Рассказывая о том, что такое формальдегид, следует отметить, что это:

  • Ирритант. Вещество, вызывающее раздражающие реакции при попадании на кожные покровы или слизистую оболочку. Оказывает респираторное действие – воздействует на дыхательные пути.
  • Контаминант. Химическое соединение с высокой биологической активностью.
  • Первый член гомологического ряда алифатических альдегидов. То есть вещество вида R-CHO, в котором карбонильная группа (совокупность атомов, определяющая свойства соединения) связана с одной группой R и одним атомом водорода.
  • Альдегид метанола (простейшего спирта) и муравьиной кислоты.

Формула вещества — CH2O.

Химические свойства

Из-за того, что у атома углерода слишком низкая электронная плотность, формальдегид беспроблемно вступает в различные реакции даже с очень слабыми нуклеофилами – реагентами, способными взаимодействовать с элементами по донорно-акцепторному механизму.

Кстати, именно эта способность данного токсичного вещества объясняет, что в водных растворах оно приобретает гидратированную форму, у которой, к слову, есть свое название – метандиол. Это нестабильное соединение, легко распадающееся с образованием формальдегида и воды.

Метандиол может окисляться и полимеризироваться. Для предотвращения подобных реакций добавляется карбамид (диамид угольной кислоты) или метанол. Они являются эффективными стабилизаторами. Рассказывая о реакциях формальдегида, стоит отметить, что он вступает во все связи, являющиеся характерными для алифатических альдегидов. В частности, с восстановительными реагентами и нуклеофилами.

Из-за низкой электронной плотности на атоме углерода формальдегид легко вступает в реакции даже со слабыми нуклеофилами. Этим, в частности, объясняется тот факт, что в водных растворах формальдегид находится в гидратированной форме.

Формальдегид вступает во все реакции, характерные для алифатических альдегидов. В частности, в реакции с нуклеофилами и восстановительными реагентами.

Как получают вещество?

Обычно выделяют вещество посредством окисления метанола. Это самый распространенный в промышленности способ получения формальдегида. Формула выглядит так: 2СН3ОН О2 à 2НСНО 2Н2О. Чтобы провести этот процесс, необходим серебряный катализатор – вещество, которое ускоряет реакцию, но в состав продуктов реакции не входит. Также важно поддерживать температуру на уровне 650 °C и соответствующее атмосферное давление.

Данный метод освоен в совершенстве – 80 % формальдегида добывают именно таким образом. Но не так давно был разработан другой способ. В его основе лежит использование железно-молибденовых катализаторов, и устанавливается другой температурный режим (300 °C). Но в обоих случаях степень превращения равна 99 %.

Наименее распространенный способ заключается в дегидрировании метанола (процесс отщепления водорода от молекулы органического соединения). Он подразумевает использование цинк-медных катализаторов и температурный режим в 600 °C.

Кстати, из промышленных способов можно еще отметить вниманием тот, который основан на окислении метана – простейшего углеводорода. Формула такая: СН4 О2 à НСНО Н2О. Процесс осуществляется при температуре 450 °C и давлении 1-2 Мпа. В качестве катализатора используют AIPO4 – фосфат алюминия.

Получение

Окисление метанола в формальдегид проводится с использованием серебряногокатализатора при температуре 650 °C и атмосферном давлении. Это хорошо освоенный технологический процесс, и 80 % формальдегида получается именно по этому методу.

Недавно разработан более перспективный способ, основанный на использовании железо-молибденовых катализаторов. При этом реакция проводится при 300 °C. В обоих процессах степень превращения составляет 99 %[1].

Процесс дегидрированияметанола, осуществлённый на цинк-медных катализаторах при 600 °C, пока не получил широкого развития, однако он является очень перспективным, поскольку позволяет получать формальдегид, не содержащий воды.

Процесс проводят при температуре 450 °C и давлении 1—2 МПа, в качестве катализатора применяется фосфат алюминия AlPO4.

Токсические свойства

Категория взрывоопасности IIB по ГОСТ Р 51330.11-99, группа взрывоопасности Т2 по ГОСТ Р 51330.5-99. Концентрационные пределы воспламенения 7-73 % об.; температура самовоспламенения — 435 °C.

Формальдегид образуется в организме путём окисления метанола.

Обладает токсичностью, негативно воздействует на генетический материал, репродуктивные органы, дыхательные пути, глаза, кожный покров. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) формальдегида:[2][3][4]

  • ПДКр.з. = 0,5 мг/м³
  • ПДКм.р. = 0,035 мг/м³
  • ПДКс.с. = 0,003 мг/м³
  • ПДКв. = 0,05 мг/л

Смертельная доза 40 % водного раствора формальдегида (формалина) составляет 10—50 г.

Формальдегид оказывает отрицательное влияние на органы дыхания, вызывая парез дыхательных путей (остановку дыхания), на кожный покров (ярко выраженные дерматиты, экземы, язвы), нервную систему (энцефалопатии).

При длительном воздействии формалин оказывает аллергенное, мутогенное и канцерогенное воздействие. При постоянном воздействии высоких концентраций этого вещества могут возникнуть мутации органов. Оно влияет на почки и печень, а также на центральную нервную систему, вызывая головные боли, усталость и депрессию.

Симптомы отравления: бледность, упадок сил, бессознательное состояние, депрессия, затруднённое дыхание, головная боль, нередко судороги по ночам.

При остром ингаляционном отравлении: конъюнктивит, острый бронхит, вплоть до отёка лёгких. Постепенно нарастают признаки поражения центральной нервной системы (головокружение, чувство страха, шаткая походка, судороги).

При отравлении через рот: ожог слизистых оболочек пищеварительного тракта (жжение, боль в глотке, по ходу пищевода, в желудке, рвота кровавыми массами, понос), геморрагический нефрит, анурия. Возможны отёк гортани, рефлекторная остановка дыхания.

Хроническое отравление у работающих с техническим формалином проявляется похуданием, диспепсическими симптомами, поражением центральной нервной системы (психическое возбуждение, дрожание, атаксия, расстройства зрения, упорные головные боли, плохой сон).

В условиях воздействия паров формалина (например, у рабочих, занятых изготовлением искусственных смол), а также при непосредственном контакте с формалином или его растворами наблюдаются, в особенности в первые дни работы, выраженные дерматиты лица, предплечий и кистей, поражения ногтей (их ломкость, размягчение).

Возможны дерматиты и экземы аллергического характера. После перенесённого отравления чувствительность к формалину повышается. Имеются сведения о неблагоприятном влиянии на специфические функции женского организма[6].

Канцерогенность

Формальдегид внесён в список канцерогенных веществ ГН 1.1.725-98 в разделе «вероятно канцерогенные для человека», при этом доказана его канцерогенность для животных[7][8][9].

По официальным данным Международного агентства по исследованию рака, доказана связь формальдегида, применяющегося в производстве смол, пластиков, красок, текстиля, в качестве дезинфицирующего и консервирующего средства, с повышенным риском развития раковых опухолей носоглотки.[10]

В соответствии с ГОСТом Р 51330.5-99 формальдегид имеет группу взрывоопасности «Т2». Для сравнения, к ней же относится и этилен – газ, о токсичности которого известно каждому. Формальдегид может самовоспламениться.

  • Если вещество оказалось внутри организма – бледность, головная боль, судороги, затрудненное дыхание, упадок сил, потеря сознания.
  • При ингаляционном отравлении – острый бронхит, конъюнктивит, отек легких, судороги, шаткая походка, чувство страха.
  • При употреблении перорально – боль в горле, невыносимое жжение, понос и рвота кровавыми массами, отек гортани.

Антидот есть. Это 3-процентный раствор карбоната аммония или хлорида. Его вводят через зонд или дают выпить пострадавшему. Данные вещества обезвреживают формальдегид, переводя его в уротропин, который является неядовитым.

Последствия работы с веществом

Есть люди, которые работают с формальдегидом. В воздухе он в том или ином количестве на производстве содержится в любом случае, и даже максимальная защита не гарантирует отсутствие последствий. Так называемое «хроническое отравление» проявляется у работников в похудении, расстройствах пищеварительной системы, нарушении зрения, проблемах со сном и упорных головных болях.

Более серьезные последствия ждут специалистов, трудящихся в условиях воздействия паров этого вещества. Это, например, рабочие, изготавливающие искусственные смолы, или те, кто контактирует с формалином непосредственно.

У них наблюдаются дерматиты лица, кистей и предплечий, поражение ногтей, экземы аллергического характера. Когда человек оправляется от отравления, его чувствительность к формалину значительно повышается.

Использование формальдегида в составе косметических средств

Директивой 76/768 ЕЭС допускается применение формальдегида в качестве консерванта в количестве до 0,1% в составе косметических средств, предназначенных для гигиены полости рта, и до 0,2% в прочих косметических препаратах.

В фармакологии препараты, содержащие до 0,5% формальдегида, применяются для снижения потливости без каких-либо ограничений, и только при применении мази, содержащей 5% этого вещества, рекомендуется не наносить ее на кожу лица.

[11] Запрещается применять для консервации средств в аэрозольной упаковке, спреев. Продукция должна иметь предупреждение «содержит формальдегид», если содержание формальдегида в готовой продукции превышает 0,05%.

С точки зрения спектра противомикробной активности, формальдегид проявляет активность в отношении грамположительных, грамотрицательных бактерий, дрожжеподобных и плесневых грибов. В то же время формальдегид и парабены снижают противомикробные свойства в присутствии белков.

[12] Рядом с этим установлено улучшение физико-механических свойств волоса после обработки его формалином. Кератин с формальдегидом может взаимодействовать по-разному. Формальдегид может реагировать с — S — Н группами, образуя связи — S — СН2 — S — С — NH2 группами боковых цепей и т. д.

В литературе сведения о влиянии разбавленных растворов формальдегида на кожу человека практически отсутствуют. Известно, что если выдержать ухо кролика в формалине (37%-й раствор формальдегида) в течение 30 минут, то оно покраснеет и начнет шелушиться, а впоследствии полностью восстановится (регенерирует).

Так как формальдегид в развитых странах используется исключительно в композиции косметических препаратов, не остающихся на коже, вероятность возникновения кожной реакции была рассчитана для случаев использования шампуня, содержащего в качестве консерванта 0,1% формальдегида.

Формальдегид - это... Что такое Формальдегид?

Расчет показал, что нежелательная кожная реакция при применении такого шампуня возникнет только у 1 человека из 75 000. При этом в действительности эта цифра будет еще менее значимой, поскольку при проведении расчетов не учитывался ряд факторов, не поддающихся точному учету, но неопровержимо снижающих эту вероятность.

Во-первых, расчет основывался на базовых данных по содержанию формальдегида непосредственно на коже человека. При мытье волос в непосредственном контакте с кожей находится лишь незначительная часть формальдегида, находящегося в шампуне.

Профилактика

Справедливости ради стоит отметить, что работа в практически любых сферах имеет определенные негативные последствия. У каждого есть свои профессиональные заболевания. И радует, что последствия от работы в столь вредных условий можно снизить к минимуму или вовсе избежать. Для этого человеку нужно:

  • Ограничить время взаимодействия с токсичными соединениями.
  • Регулярно проходить медосмотры.
  • Употреблять больше кисломолочных продуктов и молока.
  • Не пренебрегать спецодеждой, перчатками, масками, респираторами.
  • Периодически применять препараты, позитивно влияющие на организм и работу органов.
  • Посещать лечебные курорты и санатории.

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.

Ссылки

Фенолформальдегидные смолы

О них тоже стоит вкратце рассказать. Это синтетические смолы, имеющие свойства термореактопластов или реактопластов, твердые или жидкие олигомерные продукты, получившиеся вследствие процесса синтеза формальдегида и фенола (соединение ароматического ряда). Само их соединение происходит в щелочной или кислой среде, что обусловливает свойства смол.

Их используют в комбинации с наполнителями для получения фенопластов – органических материалов. Они могут быть либо резольными, либо новолачными – зависит от типа смолы.

Смолы имеют следующие свойства:

  • Прочность и механическая устойчивость.
  • Высокие электроизоляционные свойства.
  • Устойчивость к коррозии.
  • Хорошая растворимость в ароматических и алифатических углеводородах, кетонах, содержащих щелочи и хлоррастворителях.

За счет своих свойств и особенностей химического строения смолы активно используются в различных сферах.

Вопрос вреда

В производстве смол используются токсичные материалы. Формальдегид, как и фенол, является ядовитым и огнеопасным веществом. Он еще и обладает канцерогенным действием. Влияние формальдегида увеличивает вероятность формирования злокачественных опухолей.

Смолы могут оказать вредное воздействие на кожу, нередко они вызывают экземы (острое воспаление покровов) и дерматиты (поражение, сопровождающееся зудом, шелушением, жжением и т. д.). К тому же, очень сложно утилизировать или повторно использовать изделия, выполненные из фенолформальдегида.