équation[6] :
Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 260,15 à 493,15 K.
Valeurs calculées :
149,333 J·mol-1·K-1 à 25 °C.
T (K)
T (°C)
Cp
Cp
260,15
−13
136 660
2 202
275
1,85
141 674
2 283
283
9,85
144 343
2 326
291
17,85
146 989
2 368
298
24,85
149 284
2 405
306
32,85
151 885
2 447
314
40,85
154 462
2 489
322
48,85
157 016
2 530
330
56,85
159 546
2 571
337
63,85
161 740
2 606
345
71,85
164 226
2 646
353
79,85
166 688
2 686
361
87,85
169 126
2 725
368
94,85
171 241
2 759
376
102,85
173 635
2 797
T (K)
T (°C)
Cp
Cp
384
110,85
176 005
2 836
392
118,85
178 351
2 873
399
125,85
180 385
2 906
407
133,85
182 688
2 943
415
141,85
184 966
2 980
423
149,85
187 221
3 016
431
157,85
189 452
3 052
438
164,85
191 385
3 083
446
172,85
193 572
3 119
454
180,85
195 736
3 154
462
188,85
197 875
3 188
469
195,85
199 728
3 218
477
203,85
201 823
3 252
485
211,85
203 895
3 285
493,15
220
205 980
3 319
équation[11] :
Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 200 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
98,807 J·mol-1·K-1 à 25 °C.
H302 : Nocif en cas d'ingestion H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) P260 : Ne pas respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P301 : En cas d'ingestion : P312 : Appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin en cas de malaise. P330 : Rincer la bouche.
L'éthylène glycol ou glycol ou encore éthane-1,2-diol est le plus simple composé chimique de la famille des glycols.
Sa formule semi-développée est HO—CH2—CH2—OH et sa formule brute C2H6O2. L'éthylène glycol est fréquemment employé en tant qu'antigel, dans le liquide de refroidissement des automobiles. À température ambiante, c'est un liquide visqueux incolore et sans odeur, avec un goût sucré. L'éthylène glycol est toxique et son ingestion nécessite des soins médicaux urgents.
Nom
« Éthane-1,2-diol » est le nom systématique défini par la nomenclature des composés organiques pour une molécule avec deux atomes de carbone (préfixe éth-) ayant une liaison simple entre eux (suffixe -ane) et attaché à deux groupes hydroxyle sur chacun des deux carbones (suffixe -1,2-diol). « Éthylène glycol » est l'appellation triviale communément utilisée pour l'éthane-1,2-diol.
Il provoqua une petite révolution dans le monde de l'aéronautique en remplaçant l'eau du système de refroidissement. Sa température d'ébullition élevée permit ainsi de diminuer la taille du radiateur, et donc son poids et sa traînée aérodynamique. Avant que l'éthylène glycol ne soit disponible, les systèmes de refroidissement utilisaient en effet de l'eau à haute pression ; ces systèmes étaient encombrants et peu fiables, et en cas de combat aérien, trop exposés aux balles ennemies.
Propriétés physico-chimiques
L'éthylène glycol est le plus simple des diolsvicinaux, et possède des propriétés physico-chimiques particulières du fait de sa structure comprenant deux groupes hydroxyle adjacents le long de la chaîne hydrocarbonée.
Il peut aussi être produit par des vers de cire, lors de leur ingestion de polyéthylène (HDPE). Cette digestion est possible par l'intermédiaire d'une bactérie présente dans le système digestif du ver[25].
Réactivité et réactions
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L'utilisation de l'éthylène glycol est limitée par quelques précautions :
l'éthylène glycol est combustible, hygroscopique, incompatible avec les différentes matières synthétiques. Il peut exploser au contact de l'air après chauffage sous forme de vapeur ou de gaz.
L'éthylène glycol est utilisé comme groupe protecteur des groupes carbonyle au cours des réactions de synthèse des composés organiques. Le traitement d'un aldéhyde ou d'une cétone avec de l'éthylène glycol en présence d'un catalyseur acide (par exemple acide p-toluène sulfonique ; trifluorure de bore) donne le 1,3-dioxolane correspondant, qui est résistant à l'action des bases et les autres composés nucléophiles. En outre, le groupe protecteur 1,3-dioxolanne peut ensuite être éliminé par hydrolyse acide. Dans cet exemple, l'isophorone est protégée par l'éthylène glycol et l'acide p-toluènesulfonique à faible rendement. L'eau a été éliminée par distillation azéotropique pour déplacer l'équilibre vers la droite.
Il est utilisé pour la protection des fonctions carbonyle, dans la réaction d'acétalisation.
Utilisation
L'éthylène glycol fut surtout connu et employé en tant qu'antigel et fluide réfrigérant[26]. Son point de fusion étant bas, il a aussi été utilisé comme dégivrant pour les pare-brise et pour les moteurs à réaction. L'éthylène glycol est principalement une base chimique dans le domaine des industries pétrochimiques, où il permet la production de fibres textiles et de résines de polyesters, dont le polytéréphtalate d'éthylène, principal matériau des bouteilles en plastique. Ses propriétés antigel en font aussi un constituant important des solutions destinées à la conservation de tissus organiques à basse température.
La température d'ébullition élevée de l'éthylène glycol et sa grande affinité pour l'eau en font un déshydratant idéal pour la production de gaz naturel. Dans les tours de déshydratation, on fait ainsi se rencontrer l'éthylène glycol liquide coulant du haut de la tour avec le mélange d'eau et d'hydrocarbures gazeux s'échappant du bas. Le glycol capte l'eau et s'écoule au fond, tandis que les vapeurs d'hydrocarbures sont récupérées au sommet. On réinjecte ensuite l'éthylène glycol pour renouveler l'opération.
Le principal danger de l'éthylène glycol provient de sa toxicité en cas d'ingestion. À cause de son goût sucré, les enfants et les animaux peuvent ingérer une grande quantité d'éthylène glycol si on le laisse à leur portée et les cas sont loin d'être rares (plus de 7 000 intoxications suspectées aux États-Unis en 2011[27]). La toxicité est essentiellement due à ses métabolites et non pas à l'éthylène glycol lui-même. La progression des symptômes d'une intoxication se fait en plusieurs étapes. La première est l'apparition de symptômes neurologiques. La victime peut paraître légèrement intoxiquée, se plaindre d'étourdissements et avoir l'air confus. Ensuite, le corps convertit l'éthylène glycol en une autre toxine, l'acide oxalique qui va précipiter dans les reins, causant une insuffisance rénale aiguë[28].
En cas d'intoxication, il arrive qu'on diagnostique à tort une élévation importante du taux de lactates sanguins, à cause de la proximité chimique entre le lactate et les produits de dégradation du glycol : le glycolate et le glyoxylate. Ces derniers donnent en effet des réactions croisées avec certains systèmes de mesure de la concentration en lactate[29]. Il existe également un « trou osmolaire » avec une osmolalité mesurée bien supérieure à celle évaluée par la mesure de la natrémie, de la glycémie et de l'urémie[29].
L'éthylène glycol peut être mortel pour les adultes. Dans tous les cas, des soins médicaux urgents sont nécessaires. Si la victime est encore consciente, il faut si possible lui faire boire 100 mL (un verre) d'un alcool fort à 45°[30]. L'éthanol remplace en effet l'éthylène glycol auprès des enzymes qui dégradent ce dernier en composés plus toxiques, ce qui limite la production de toxines (on parle d'inhibiteur compétitif). Il convient également d'amener la personne dans un hôpital où l'on pourra lui administrer, plutôt que de l'éthanol, d'autres inhibiteurs de l'alcool déshydrogénase, enzyme responsable chez l'homme de la transformation de l'éthanol en éthanal, et l'éthylène glycol en aldéhyde oxalique, qui se transformera (grâce à d'autres déshydrogénases) finalement en oxalate, qui lui est toxique. L'un de ces inhibiteurs est le fomépizole[31].
À cause de sa toxicité, l'éthylène glycol a déjà fait parler de lui dans les médias :
en 2007, on a découvert du glycol dans des dentifrices en provenance de Chine. Les fabricants qui ont accepté de répondre à des journalistes ont expliqué que le glycol permet à la pâte d'avoir la bonne consistance. En principe, on n'avale pas de dentifrice en se lavant les dents, mais en pratique cela peut très bien arriver, surtout en ce qui concerne les enfants[réf. nécessaire] ;
en 2020, l'ours Cachou meurt dans les Pyrénées espagnoles par ingestion d'éthylène glycol, probablement empoisonné[32].
Sécurité
Inflammabilité
Peu inflammable à l'état liquide, l'éthylène glycol peut se montrer explosif à l'état gazeux. Il est donc indispensable de le manipuler dans des locaux bien aérés (concentration inférieure à 100 mg m−3).
Les vapeurs d'éthylène glycol sont irritantes avant d'être dangereuses. L'exposition chronique est toutefois la source de pathologies reconnues, en France, comme maladies professionnelles par le code de la Sécurité sociale[30].
↑(en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, Angleterre, John Wiley & Sons, , 239 p. (ISBN0-471-98369-1).
↑ ab et c(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, , 7e éd., 2400 p. (ISBN0-07-049841-5), p. 2-50.
↑ a et bD. R. Lide, 2007, chap. 15 (« Practical Laboratory Data »), p. 17.
↑D. R. Lide, 2007, chap. 14 (« Geophysics, Astronomy, and Acoustics »), p. 40.
↑ abc et dD. R. Lide, 2007, chap. 5 (« Thermochemistry, Electrochemistry, and Kinetics »), p. 22.
↑(en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams : Organic Compounds C8 to C28, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub., , 396 p. (ISBN0-88415-857-8).
↑(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press, , 83e éd., 2664 p. (ISBN0849304830, présentation en ligne), p. 5-89.
↑D. R. Lide, 2007, chap. 10 (« Atomic, Molecular, and Optical Physics »), p. 213.
↑« Éthylène glycol » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009.