Что такое формальдегид, и чем он опасен?

Что такое формальдегид? Во-первых, это органическое соединение, представляющее собой бесцветный газ высокой токсичности с резким запахом. А во-вторых, он является смертельно опасным веществом. Если внутрь человеческого организма попадет формальдегид в количестве от 35 до 90 миллиграмм, то наступит смерть.

Однако данное вещество незаменимо в некоторых сферах, и об этом хочется рассказать. Но сначала – о его химических свойствах.

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.

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. Метод считается перспективным, так как дает возможность получить чистый формальдегид, без содержания в нем воды.

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.

Токсические свойства

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. Для этого нужна температура 435 °C. Известны случаи отравления формальдегидом. Влияние на организм вещество оказывает мгновенно. Это проявляется такими симптомами:

• 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. Но это лишь первая экстренная помощь. При любом отравлении необходимо вызвать скорую. Настоящую помощь могут оказать лишь врачи в стационаре.

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.

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.

Применение

В продолжение темы о том, что такое формальдегид, стоит отметить, что данное вещество применяется в производстве некоторых косметических средств, разумеется, в небольших количествах – до 0,1 %. Это разрешено директивой 76/768 ЕЭС. Большое количество фармакологических препаратов содержит до 0,5 % формальдегида. Впрочем, есть целый ряд препаратов, в составе которых он присутствует. Вот некоторые из них:

• "Параформ". Содержание формальдегида – от 95 % и выше. Белый порошок, растворяется в воде. Применяется как дезинфицирующее средство.
• "Парасод" – сочетание параформа и кальцинированной технической содой. Белый порошок растворяется в воде. Применим при аэрозольной и влажной дезинфекции при ящуре, листериозе, паратифе и т. д.
• "Фоспар" – соединение тринатрийфосфата (натриевая соль) и параформа. Обладает сильным антимикробным действием.
• "Метафор" – побочный продукт при изготовлении метионина. Содержание формальдегида – 20 %.
• "Гексаметилентетрамин" – бесцветные кристаллы, синтетический антисептик. Применим при воспалении мочевого пузыря, почек, суставов, бронхов, мышц, печени и т. д.
• "Уробесал" – болеутоляющие и антисептические таблетки.
• "Уросал" – таблетки, применяемые при пиелонефритах, циститах, колитах, энтеритах.

Определенное количество данного вещества содержится в некоторых шампунях. Влияние на человека формальдегида может быть губительным, но не в этих случаях. Во-первых, там не более 0,1 %. Во-вторых, в водных растворах (которым шампунь и является) концентрация формальдегида понижается, как и стойкость.

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.

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.

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.

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.