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| Glicole metilenico | |
|---|---|
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| Nome IUPAC | |
| metandiolo | |
| Nomi alternativi | |
| Glicole metilenico Formaldeide monoidrata | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | CH4O2 |
| Massa molecolare (u) | 48,041 g/mol |
| Aspetto | liquido incolore |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 207-339-5 |
| PubChem | 79015 |
| SMILES | C(O)O |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 1.199 g/cm−3 (a −19 °C) |
| Costante di dissociazione acida (pKa) a {{{Ka_temperatura}}} K | 13.29 |
| Temperatura di ebollizione | 193 °C () |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
  
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| pericolo | |
| Frasi H | 350 - 341 - 301+311+331 - 314 - 317 - 335 - 370 |
| Consigli P | 201 - 280 - 304+310+340 - 303+361+353 - 305+351+338 - 308+310 [1] |
Il glicole metilenico, in breve GM , con nome sistematico metandiolo, è un composto organico descritto con formula strutturale HO-CH2-OH oppure H2C(OH)2 oppure H(H2CO)OH. È il più semplice diolo geminale. Il metandiolo è considerato la forma idrata della formaldeide H2CO. A temperatura ambiente non si incontra in forma pura, ma come soluzioni acquose, dove coesiste con minime concentrazioni di formaldeide, in breve FA, e vari oligomeri e polimeri. Il composto è chimicamente ben caratterizzato ma come è tipico per i dioli geminali è chimicamente instabile e reattivo pur essendo termodinamicamente stabile a temperatura ≤ 300 K.[2] Nell'acqua è stabilizzato dai legami idrogeno delle molecole d'acqua circostanti. A causa della sua intrinseca instabilità esso non può essere isolato come composto originario dalle sue soluzioni acquose. Anche per questo è equivocamente considerato dalla comunità scientifica come "soluzione di formaldeide" in acqua.[3][4]
Il chiarimento sulla vera natura delle "soluzioni di formaldeide" in acqua e la netta distinzione tra glicole metilenico e formaldeide sono emersi quando tra il 2007 ed il 2010 per non sottostare alle restrizioni normative[5] relative alla presenza di formaldeide nei cosmetici, per la stiratura dei capelli, alcuni produttori hanno dichiarato come ingrediente il glicole metilenico, con nome INCI: METHYLENE GLYCOL.[6][7][8][9][10]
La difficoltà nell'isolare il composto oltre che la sovrapposizione analitica con la formaldeide ha determinato ambiguità anche nel definirne le caratteristiche chimico fisiche. La sua temperatura di ebollizione calcolata teoricamente è di 193.7±8.0 °C a 760 mmHg o 131,16 a seconda del metodo di calcolo, a fronte di 94÷100 °C rilevati sperimentalmente nella sua soluzione satura in acqua, senza metanolo.
Le soluzioni acquose di GM sono incolori e posseggono un pungente odore caratteristico. Sono commercializzate col nome "formalina" e convenzionalmente classificate come soluzioni di formaldeide in acqua; erroneamente, visto che la formaldeide in acqua non è propriamente una soluzione e che la solubilità della formaldeide in acqua è effettivamente minima. Il motivo di questo errore è che la formaldeide, fortemente elettrofila, a causa della bassa densità di elettroni sull'atomo di carbonio reagisce facilmente anche con nucleofili deboli e, in assenza di altri partner nucleofili, reagisce molto rapidamente con l'acqua formando GM che si dissolve molto meglio in acqua rispetto alla formaldeide.
La formalina, tecnicamente prodotta dall'ossidazione catalitica del metanolo, contiene tipicamente circa il 59% di glicole metilenico, prodottosi idratando circa il 37% (p/p) di formaldeide (gassosa). La differente percentuale dipende dal diverso peso molecolare dei 2 composti, 48 per il GM contro 30 per la FA.
La reazione di idratazione della formaldeide è molto rapida: l'emivita della formaldeide gassosa a contatto con l'acqua è di 70 millisecondi.[11][12]
Qualsiasi rimozione di formaldeide da una soluzione acquosa di GM, ad esempio con il metodo analitico comune basato sull'intrappolamento con 2,4-dinitrofenilidrazina (2,4-DNPH) che ha un'alta affinità con la formaldeide e nessuna affinità con il GM, sposta immediatamente l'equilibrio forzando il rilascio di formaldeide dal glicole metilenico producendo una riduzione della concentrazione di quest'ultimo. La reazione di disidratazione del GM, con la conseguente cessione di formaldeide, è simultanea ma molto più lenta.[13][14] Può essere accelerata, a temperature più alte e pH più bassi.[14][15][16][17]
- ^ scheda della formalina satura con almeno il 10% di metanolo su [Gestis https://gestis-database.dguv.de/data?name=010520]
- ^ David R. Kent, Susanna L. Widicus e Geoffrey A. Blake, A theoretical study of the conversion of gas phase methanediol to formaldehyde, in The Journal of Chemical Physics, vol. 119, n. 10, 8 settembre 2003, pp. 5117-5120, DOI:10.1063/1.1596392. URL consultato il 14 febbraio 2021.
- ^ Position Statement of the American Chemistry Council’s Formaldehyde Panel on the Formaldehyde Content of Certain Hair-Care Products (PDF), su americanchemistry.com. URL consultato il 19 febbraio 2021 (archiviato dall'url originale il 25 gennaio 2021).
- ^ Errore nelle note: Errore nell'uso del marcatore
<ref>: non è stato indicato alcun testo per il marcatore:20 - ^ CosIng - Cosmetics - FORMALDEHYDE- European Commission, su ec.europa.eu. URL consultato il 16 febbraio 2021.
- ^ (EN) Ivan J. Boyer, Bart Heldreth e Wilma F. Bergfeld, Amended Safety Assessment of Formaldehyde and Methylene Glycol as Used in Cosmetics, in International Journal of Toxicology, vol. 32, 6_suppl, 1º novembre 2013, pp. 5S–32S, DOI:10.1177/1091581813511831. URL consultato il 13 febbraio 2021.
- ^ (EN) (PDF) Scientific Committee on Consumer Safety. SCCS Opinion on Methylene Glycol to be Considered Equivalent to Formaldehyde, su ResearchGate. URL consultato il 13 febbraio 2021.
- ^ (EN) Center for Food Safety and Applied Nutrition, Hair-Smoothing Products That Release Formaldehyde When Heated, in FDA, 8 settembre 2020. URL consultato il 13 febbraio 2021.
- ^ CosIng - Cosmetics - METHYLENE GLYCOL - European Commission, su ec.europa.eu. URL consultato il 18 febbraio 2021.
- ^ Unione Europea- Comitato scientifico: Methylene glycol in hair straighteners (PDF), su ec.europa.eu.
- ^ (NL) Absorption of Formaldehyde in Water - [PDF Document], su fdocuments.nl. URL consultato il 9 febbraio 2021.
- ^ J.G.M Winkelman, O.K Voorwinde e M Ottens, Kinetics and chemical equilibrium of the hydration of formaldehyde, in Chemical Engineering Science, vol. 57, n. 19, 2002-10, pp. 4067-4076, DOI:10.1016/s0009-2509(02)00358-5. URL consultato il 9 febbraio 2021.
- ^ S. Inaba, Theoretical study of decomposition of methanediol in aqueous solution., in The journal of physical chemistry. A, 2015, DOI:10.1021/acs.jpca.5b02846. URL consultato l'8 febbraio 2021.
- ^ a b (EN) J. G. M Winkelman, M Ottens e A. A. C. M Beenackers, The kinetics of the dehydration of methylene glycol, in Chemical Engineering Science, vol. 55, n. 11, 1º giugno 2000, pp. 2065-2071, DOI:10.1016/S0009-2509(99)00498-4. URL consultato l'8 febbraio 2021.
- ^ M. G. Burnett, The mechanism of the formaldehyde clock reaction: Methylene glycol dehydration, in Journal of Chemical Education, vol. 59, n. 2, 1982-02, p. 160, DOI:10.1021/ed059p160. URL consultato l'8 febbraio 2021.
- ^ (EN) Michael Albert, Baudilio Coto García e Cornelius Kreiter, Vapor-liquid and chemical equilibria of formaldehyde-water mixtures, in AIChE Journal, vol. 45, n. 9, 1999-09, pp. 2024-2033, DOI:10.1002/aic.690450919. URL consultato l'11 febbraio 2021.
- ^ N. Matubayasi, Saiko Morooka e M. Nakahara, Chemical equilibrium of formaldehyde and methanediol in hot water : Free-energy analysis of the solvent effect, 2007, DOI:10.1016/J.MOLLIQ.2006.12.002. URL consultato l'8 febbraio 2021.