У 1825 році англійський лікар і хімік Майкл Фарадей випадково відкрив бензол шляхом конденсації освітлювального газу (міського газу). У ті часи ніхто не передбачав, що ця прозора рідини стане одним із найреволюційніших видів сировини, без якого не можна існувати сучасну промисловість. Які властивості та застосування бензолу?
Що таке бензол? Формула і структура
Як найкраще використовувати бензол? Молекулярна формула цієї органічної сполуки C 6 H 6 , що означає, що на 6 атомів вуглецю (C) припадає 6 атомів води (H). Бензол разом з іншими сполуками, наприклад нафталіном, належить до групи ароматичних вуглеводнів. Що ще властво бензолу? Структура його молекули має форму молока, що характерно для ароматичних вуглеводнів. Якщо ми поглянемо на молекулу бензолу, її напівструктурну формулу або 3D-модель, то помітимо, що пропорційні плечі кільця взаємопов’язані одиничними атомами вуглецю та води.
Виробництво бензолу
Минуло майже 200 років з моменту відкриття C 6 H 6 . Десятиліттями промисловці постійно вдосконалювали виробництво бензолу, щоб їхні виробничі процеси були прибутковими та створювали якомога менше зруйнованих вихідних речовин. Існують різні технології отримання цього вуглеводню. Його вашим, наприклад,:
- виділення бензольних кілець з газової смоли,
- риформінг нафти ,
- деалкілування, тобто видалення алкільної групи з деяких ароматичних вуглеводнів (наприклад, толуол).
Зверніть увагу, що бензол дуже токсичний. В умовах контролю виробництва бензолу , риформінг або деалкілування необхідні спеціальні запобіжні заходи. Які фізико-хімічні властивості бензолу? Давайте перевіримо!
Бензол: паспорт безпеки, фізичні властивості
Багато людей легко впізнають бензол – його запах дуже інтенсивний і трохи солодкуватий, нагадує пластик . Рідина прозора і нерозчинна або дуже слабо розчинна у воді. До фізичних властивостей бензолу також підходить те, що він розчиняється в тетрахлорметані, похідному метану. Що ще характерно для бензолу? Максимальна температура кипіння цієї рідини нижче за температуру кипіння води і досягає 80°С. C 6 H 6 також горючий і дуже швидко переходить від слабкого стану в летючий (тому його слід зберегти тільки в прохолодному місці, далеко від сонячного світла!). При кімнатній температурі (приблизно 20°C) бензол має густину 0,88 г/см 3 .
Хімічні властивості бензолу
Що слід зазначити про хімічні властивості бензолу? По-перше, це сильно руйнівна і токсична речовина, яка до того ж канцерогенна. При спалюванні він виділяє характерний чорний смолистий дим. Оскільки молекули швидко переходять в його газоподібний стан, він дуже небезпечний при змішуванні з повітрям, після чого утворює легкозаймисту суміш. С 6 Н 6 також реагує з багатьма речовинами. Які реакції характерні для бензолу? Вони включають, наприклад:
- нітрування – реакція за участю сірчаної (VI) і азотної (V) кислоти, похідною якої є нітробензол (раніше називався мірбанова нафта),
- гідратування – процес приєднання молекул води до бензольного газу,
- бромування – реакція за участю броміду заліза, яка змінює структуру бензолу, і атом водню перетворюється на атом брому.
Як пари бензолу впливають на живі організми?
Бензол є цінною речовиною з дуже широким застосуванням. Однак це також, безсумнівно, одна із сполук із канцерогенною та галюциногенною дією. Ви не повинні вдихати його або допустити його контакт зі шкірою. Відходи, що утворюють бензол, становлять серйозну небезпеку для наземного та водного життя. Тому утилізують лише спеціалізовані організації, які його займають збором хімікатів.
Бензол: промислове застосування
Багато років тому промисловці помітили, що фізичні та хімічні властивості бензолу можна використовувати в багатьох різних виробничих процесах. Сполука використання в глобальному масштабі для виробництва барвників, волокон і пластмас. Також використовуйте його виробники:
- фенол (інгредієнт фунгіцидів і гербіцидів),
- синтетичні смоли,
- пластифікатори ,
- лаки ,
- анілін (безцінний у виробництві барвників або ракетного палива),
- пестициди ,
- побутова хімія (засоби для очищення та прання).
Як бачимо з наведених вище прикладів, застосування бензолу надзвичайно широко. Слід також знати, що через шкідливий вплив на організм людини бензол стає все менш поширеним у побутовій хімії. Однак до того, як цей ефект було доведено, речовина масово використовувалася як розчинник і для двигунів! Сьогодні ми більше не використовуємо такі речовини в моїх засобах чи двигунах. До зміни до них прийшли інші, менш токсичні сполуки.
- https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Benzene
- https://echa.europa.eu/pl/substance-information/-/substanceinfo/100.000.685
- https://www.britannica.com/science/benzene
- Szymańska, J., Frydrych, B., & Bruchajzer, E. (2022). Benzen - Dokumentacja proponowanych dopuszczalnych wielkości narażenia zawodowego. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy, 3(113), 21-117.