Что такое бензол? Каковы его свойства и области применения?

Что собой представляет бензол? Формула и строение

Как можно наиболее просто описать бензол? Молекулярная формула этого органического соединения такова: C₆H₆, а это означает, что на каждые 6 атомов углерода (C) в нем приходится 6 атомов водорода (H). Бензол, наряду с другими соединениями, такими как, например, нафталин, относится к группе ароматических углеводородов.

Чем еще отличается бензол? Строение его молекулы напоминает кольцо, что характерно для ароматических углеводородов. Если посмотрим на молекулу бензола, полуструктурную формулу или ее 3D-модель, мы заметим, что пропорциональные плечи кольца образуют взаимосвязанные одиночные атомы углерода и водорода.

Получение бензола

С момента открытия C₆H₆. прошло почти 200 лет. На протяжении десятилетий промышленники постоянно совершенствовали и совершенствуют реакции получения бензола, чтобы сделать производство экономически эффективным и производить как можно меньше токсичных отходов. Существуют различные технологии получения этого углеводорода. Среди прочего, он получается в результате:

• выделения бензольных колец из газовой смолы,
• реформирования (реформинга) сырой нефти,
• деалкилирования, т.е. удаления алкильной группы из некоторых ароматических углеводородов (например, толуола).

Следует помнить, что бензол является высокотоксичным веществом. В контролируемых условиях получение бензола, реакция реформинга или деалкилирования требует особых мер безопасности. А каковы физико-химические свойства бензола? Давайте проверим!

Бензол: паспорт безопасности, физические свойства бензола

Многие люди легко способны распознать бензол, поскольку запах этого соединения очень интенсивный и сладковатый, напоминающий запах пластмассы. Это прозрачная жидкость, нерастворимая или очень слабо растворимая в воде. К физическим свойствам бензола можно также добавить то, что он растворяется в производном метана — тетрахлорметане.

Что еще характерно для бензола? Температура кипения этой жидкости ниже, чем у воды, и составляет 80 °C. C₆H₆ также легко воспламеняется и очень быстро переходит из жидкого состояния в летучее (поэтому его следует хранить только в прохладном месте, вдали от солнечного света!) При комнатной температуре около 20 °C плотность бензола составляет 0,88 г/см³.

Химические свойства бензола

Что стоит знать о химических свойствах бензола? Прежде всего, это очень ядовитое и токсичное вещество, обладающее канцерогенным действием. В процессе горения он выделяет характерный черный смолистый дым. Из-за того, что молекулы бензола быстро переходят в газообразное состояние, он очень опасен при соединении с воздухом, так как образует горючую смесь.

Кроме того, C₆H₆ реагирует со многими веществами. Каковы характерные реакции бензола? К ним относятся:

• нитрование — реакция с участием кислот: серной VI и азотной V, а производным этой реакции является нитробензол (ранее известный как мирбановое масло),
• Гидрогенизация — то есть процесс присоединения молекул воды к бензольному кольцу,
• бромирование — с участием бромида железа, в результате этой реакции в структуре бензола происходят изменения, и атом водорода меняется на атом брома.

Как пары бензола влияют на живые организмы?

Бензол — ценное вещество с очень широким спектром применения. Однако несомненно, что он также входит в число соединений с канцерогенным и галлюциногенным действием. Его нельзя вдыхать и допускать его контакт с кожей.

Отходы, содержащие бензол, также представляют серьезную угрозу для наземных и водных организмов. Поэтому утилизация этого типа веществ осуществляется только специализированными подразделениями, уполномоченными производить сбор химических веществ.

Бензол: промышленное применение

Промышленники давно поняли, что физические и химические свойства бензола можно использовать во многих различных производственных процессах. В глобальном масштабе это соединение в основном используется для производства красителей, волокон и пластмасс. Он также используется производителями:

• фенола (ингредиента фунгицидов и гербицидов),
• синтетических смол,
• пластификаторов,
• лаков,
• анилина (неоценим в производстве красителей или ракетного топлива),
• пестицидов,
• бытовой химии (чистящих средств, моющих средств).

Как видно из приведенных выше примеров, применение бензола очень широкое. Стоит также знать, что это соединение из-за своего вредного воздействия на организм человека все реже встречается в бытовой химии. Однако до того, как было доказано, что он вреден, бензол массово использовался в качестве растворителя и моторного бензола! В настоящее время этот тип вещества больше не используется в моющих средствах и двигателях. Их заменителями являются другие соединения, которые менее токсичны.