Benzen: fizikalna svojstva i kemijska svojstva, struktura i opis

Jedan od predstavnika aromatskih ugljikovodika je benzen. Struktura, fizička svojstva ove tvari prikazana su u ovom članku.

priča

Spoj benzena je otkriven prije svih arena. Michael Faraday ga je donio destilacijom kristala sjajnog plina. Drugi je način razgradnje ulje kitova pod utjecajem visokih temperatura. Još jedan znanstvenik - naime, Aleksandar Mitscherlich, 1834. dobio je benzen, od kojih su fizikalna svojstva nisu ispitani su u to vrijeme, suhom destilacijom istog naziva s dodatkom kiseline vapna.

Znanstvenik je predložio naziv "benzin" za tu tvar. Međutim, osoba koja je istraživala svojstva i sastav benzena dala mu je ime uobičajeno za suvremene ljude. U prijevodu s njemačkog jezika "Ol" znači "ulje". Trenutačno se naziv tvari ne mijenja, jer sufiks -ol odgovara klasi alkohola. Godine 1860. Kenule je prepoznala novu skupinu spojeva, naime - aromatske tvari, jer su imali ugodan miris.

struktura

Postoji takva stvar kao "sirovi benzen". Fizička svojstva i primjena izravno ovise o sastavu tvari. Dakle, benzen sadrži veliki broj tvari, na primjer, piridin, kumaron, kumen, pa čak i naftalen. Kako bi sirovi produkt pretvorio u čisti, benzen se pročisti i proizvodi ispravak.

Čišćenje se provodi na slijedeći način: tvar se sukcesivno ispire otopinom alkalnog, kisele i vodene otopine. Da bi se uklonile baze i fenoli iz sirovog produkta, najprije se pročisti sumpornom kiselinom.

formula

Tvar je prvi put zabilježena kao pogrešna formula, koja je izgledala kao C2H2.

Michael Faraday napravio je pogrešku, jer je tada atomska masa ugljika bila uzeta za 6 sati. Drugi znanstvenik, zvan Mitcherlich, ispravno je napisao formulu - C6H6.

homologa

Kao i drugi ugljikovodici, benzen tvori homolognu seriju. Najjednostavniji od njegovih homologa je tvar koja se naziva metilbenzol. Njegovo tehničko ime je toluen. To je tekućina koja nema boju, ali ima karakterističan miris. Fizička i kemijska svojstva benzena i metilbenzena su slična.

Tvar se ekstrahira zajedno s benzenom, zatim se odvoji frakcijskom destilacijom. Najčešće, toluen se koristi za proizvodnju eksploziva, osobito TNT.

Fizička svojstva

Postoje sljedeća fizička svojstva benzena i njegovih homologa:

• Tvari su u tekućem agregatnom stanju. Količina benzena na temperaturi od 80,1 stupnja Celzijusa. U zamrznutom stanju pretvara se u kristalnu masu bijele boje. Spoj se skrutne na temperaturi od 5,5 stupnjeva.

• Benzen je nepolarna tvar koja se ne otapa u vodi. Istodobno nastaje smjesa, čija je vrelišta 69,25 stupnjeva. Njegova sastav ne mijenja se pri prelasku iz jedne agregatne države u drugu. Spoj se pomiješa s većinom nepolarnih otapala.

To su bila osnovna fizikalna svojstva benzena. Naravno, tablica u kojoj su prikazane sve informacije o njima bit će mnogo više.

Kemijske reakcije

Uz sudjelovanje benzena u većini slučajeva se javljaju supstitucijske reakcije, Međutim, postoje i reakcije dodavanja ili oksidacije.

Pored reakcija, tvar djeluje kao nezasićeni ugljikovodik. Ako nema nikalnog katalizatora i tijekom reakcije, tvari se zagrijavaju, a kao rezultat, atomi vodika se dodaju molekuli benzena i formira se spoj kao što je cikloheksan. U tom slučaju, pi-veze su slomljene.

Benzen (njegova elektronska struktura i svojstva opisana u članku) je visoko zapaljiva supstanca. Dakle, u zraku se brzo svjetlo, a mješavina njegovih para s kisikom općenito eksplodira. U ovom slučaju, benzen je otporan na oksidanse, poput kalij permanganata i dušične kiseline. Zahvaljujući reakciji oksidacije s ozonom, ustanovljena je struktura tvari.

recepcija

Industrijski benzen, čija fizikalna svojstva su opisana u ovom članku, izdvojena su iz katrana ugljena do sredine prošlog stoljeća. Međutim, od 50-ih godina 20. stoljeća otkriven je novi način dobivanja industrijskog benzena. Zbog toga je potrebno provesti dehidrogenaciju sirovina nafte. Postoje slijedeći načini proizvodnje te tvari:

• Koksni ugljen najstariji je način. Prije izbijanja Drugog svjetskog rata bio je glavni izvor benzena. Trenutačno se koristi mnogo rjeđe, samo je 10 posto tvari dobiveno uz pomoć.
• Postupak katalitičkog reformiranja frakcija naftnog benzina. U SAD-u se ta metoda najčešće upotrebljava. U zemljama poput Rusije i Japana, kao iu Zapadnoj Europi, ova metoda proizvodi 40 do 60 posto tvari. U tom procesu nastaju dodatni spojevi. Ponekad se prerađuju u benzen ili njihovu mješavinu.
• Gotovo polovica benzena u svijetu proizvodi piroliza naftnih frakcija, obično benzina. Kao rezultat toga, ne nastaje samo željena tvar, već i toluen, kao i ksilen. Pretvoreni su u potrebnu vezu.
• Ako ponašate acetilen preko aktivnog ugljena na temperaturi od 600 stupnjeva Celzijusa, tada možete dobiti više aromatskih ugljikovodika, uključujući benzen.

primjena

Benzen, čija fizička svojstva su gore navedena, služi kao sirovina za organsku sintezu u industrijske svrhe. Dvije trećine ekstrahirane tvari ide do proizvodnje spojeva kao što su cikloheksan, kumen. Prije toga, benzen je korišten u uličnim svjetiljkama.

Velika količina supstancije se troši na dobivanje nitrobenzena, koji se zatim reducira u anilin. Tehnički, ova reakcija nastavlja kako slijedi:

• Postoji učinak klorovodične kiseline na benzen. Prisutnost željeza je neophodna.
• Ona reagira na kiselinu, što rezultira formiranjem vodikovih atoma, zapravo, utječe na stvaranje anilina.

Koristi se za sintezu različitih boja i lijekova.

Benzen se troši kako bi se proizveo fenol. Proizvodi smole fenol-formaldehida. Takva supstancija kao heksaklorocikloheksan postala je naširoko korištena kao sredstvo za suzbijanje insekata i štetnika. Naširoko se koristi u poljoprivredi.

Benzen (kemijska i fizikalna svojstva kratko opisana u ovom članku) dio je goriva kao što je benzin. Budući da je tvar vrlo otrovna, njegov sadržaj ne prelazi pet posto.

Prednosti i nedostaci

Benzen (fizička svojstva supstancije opisane u ovom članku) vrlo je cijenjena kao otapalo. Međutim, ima visoku toksičnost i kancerogenost, pa tvar nije široko korištena kao otapalo.

Benzen, ekstrahiran iz katrana ugljena, nije pogodan za nekoliko tehnoloških procesa. Činjenica je da sadrži previše tiofena.