Was ist Benzol? Wie sind seine Eigenschaften und Verwendungen?

1825 entdeckte der englische Physiker und Chemiker Michael Faraday zufällig Benzol durch Kondensation von Leuchtgas (Stadtgas). Damals ahnte noch niemand, dass diese transparente Flüssigkeit zu einem der revolutionärsten Rohstoffe werden würde, ohne den die moderne Industrie nicht existieren könnte.  Wie sind die Eigenschaften und Anwendungen von Benzol?

Veröffentlicht: 21-12-2022

Was ist Benzol? Formel und Aufbau

Wie kann man Benzol am einfachsten beschreiben? Die Summenformel für diese organische Verbindung lautet: C6H6, was bedeutet, dass für je 6 Kohlenstoffatome (C) 6 Wasserstoffatome (H) vorhanden sind. Benzol gehört zusammen mit anderen Verbindungen wie zum Beispiel Naphthalin zur Gruppe der aromatischen Kohlenwasserstoffe.

Was zeichnet Benzol sonst noch aus? Die Struktur seines Moleküls ähnelt einer Ringform, die typisch für aromatische Kohlenwasserstoffe ist. Wenn man sich das Benzolmolekül, die Semistrukturformel oder sein 3D-Modell ansieht, wird man feststellen, dass die proportionalen Arme des Rings aus miteinander verbundenen, einzelnen Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen.

Gewinnung von Benzol

Seit der Entdeckung von C6H6 sind fast 200 Jahre vergangen.  Im Laufe der Jahrzehnte haben die Industriellen die Reaktionen zur Gewinnung von Benzol immer weiter verbessert und verfeinert, um die Produktion kosteneffizient zu gestalten und so wenig giftige Abfälle wie möglich zu erzeugen.  Für die Gewinnung dieses Kohlenwasserstoffs gibt es verschiedene Technologien. Es wird unter anderem gebildet durch:

  • Abtrennung von Benzolringen aus Gasteer,
  • Reformieren (Reforming) von Rohöl,
  • Dealkylierung, d.h. die Entfernung einer Alkylgruppe aus einigen aromatischen Kohlenwasserstoffen (z.B. Toluol).

Man sollte nicht vergessen, dass Benzol eine hochgiftige Substanz ist. Unter kontrollierten Bedingungen erfordert die Gewinnung von Benzol, die Reformierungs- oder Dealkylierungsreaktion besondere Sicherheitsmaßnahmen. Und wie sind die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Benzol? Finden wir es heraus!

Benzol: Sicherheitsdatenblatt, physikalische Eigenschaften von Benzol

Viele Menschen können Benzol ohne Schwierigkeiten erkennen, da der Geruch dieser Verbindung sehr intensiv und süßlich ist und an Kunststoff erinnert. Es ist eine transparente Flüssigkeit, unlöslich oder sehr schwer löslich in Wasser.  Zu den physikalischen Eigenschaften von Benzol gehört auch die Tatsache, dass es in dem Methanderivat Tetrachlormethan löslich ist

Was ist noch charakteristisch für Benzol?  Der Siedepunkt dieser Flüssigkeit ist niedriger als der von Wasser und liegt bei 80°C. C6H6, ist ebenfalls leicht entflammbar und geht sehr schnell vom flüssigen in den flüchtigen Zustand über (daher sollte es nur an einem kühlen, vor Sonnenlicht geschützten Ort gelagert werden!) Bei einer Raumtemperatur von etwa 20°C hat Benzol eine Dichte von 0,88 g/cm3.

Chemische Eigenschaften von Benzol

Was ist wissenswert über die chemischen Eigenschaften von Benzol?  In erster Linie ist es eine hochgiftige und toxische Substanz, die krebserregend wirkt. Bei der Verbrennung entsteht ein charakteristischer schwarzer, teerartiger Rauch. Da die Benzolmoleküle schnell in einen gasförmigen Zustand übergehen, ist es sehr gefährlich, wenn es sich mit Luft verbindet, da es ein brennbares Gemisch bildet.

C6H6 reagiert auch mit vielen anderen Substanzen. Wie sind die charakteristischen Reaktionen von Benzol? Es sind unter anderem:

  • Nitrierung – eine Reaktion unter Beteiligung von Schwefelsäure VI und Salpetersäure V; ein Derivat dieser Reaktion ist Nitrobenzol (früher bekannt als Myrobanöl),
  • Hydrierung, ein Prozess der Bindung von Wassermolekülen an den Benzolring,
  • Bromierung – unter Beteiligung von Eisenbromid; durch diese Reaktion wird die Struktur des Benzol verändert und das Wasserstoffatom durch ein Bromatom ersetzt.

Wie wirken Benzoldämpfe auf lebende Organismen?

Benzol ist eine wertvolle Substanz mit einer sehr breiten Palette von Verwendungsmöglichkeiten. Es besteht jedoch kein Zweifel, dass es auch zu den Verbindungen mit krebserregender und halluzinogener Wirkung gehört.  Es sollte nicht eingeatmet werden und nicht mit der Haut in Berührung kommen.

Benzolhaltige Abfälle stellen auch eine ernste Gefahr für Land- und Wasserorganismen dar. Die Entsorgung solcher Stoffe wird daher nur von spezialisierten Stellen durchgeführt, die zur Annahme von Chemikalien berechtigt sind.

Benzol: Verwendung in der Industrie

Die Industriellen haben schon vor langer Zeit erkannt, dass die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Benzol in vielen verschiedenen Produktionsprozessen genutzt werden können.  Weltweit wird die Verbindung hauptsächlich zur Herstellung von Farbstoffen, Fasern und Kunststoffen verwendet.  Es wird auch verwendet von den Herstellern von:

  • Phenolen (einem Bestandteil von Fungiziden und Herbiziden),
  • Kunstharzen,
  • Weichmachern,
  • Lacken,
  • Anilin (von unschätzbarem Wert für die Herstellung von Farbstoffen oder Raketentreibstoff),
  • Pestiziden,
  • Haushaltschemikalien (Reinigungsmittel, Waschmittel).

Wie aus den obigen Beispielen hervorgeht, ist die Verwendung von Benzol sehr vielfältig.  Es ist auch wichtig zu wissen, dass diese Verbindung aufgrund ihrer schädlichen Auswirkungen auf den menschlichen Körper immer seltener in Haushaltschemikalien enthalten ist. Bevor seine Schädlichkeit bewiesen wurde, wurde Benzol jedoch in großem Umfang als Lösungsmittel und als Motorbenzol verwendet! Heutzutage wird diese Art von Substanzen nicht mehr in Reinigungsmitteln und Motoren verwendet. Sie werden durch andere Verbindungen ersetzt, die weniger toxisch sind.

Quellen:
  1. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Benzene
  2. https://echa.europa.eu/pl/substance-information/-/substanceinfo/100.000.685
  3. https://www.britannica.com/science/benzene
  4. Szymańska, J., Frydrych, B., & Bruchajzer, E. (2022). Benzen - Dokumentacja proponowanych dopuszczalnych wielkości narażenia zawodowego. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy, 3(113), 21-117.

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