Бензол: физические свойства и химические, строение и описание

Одним из представителей ароматических углеводородов является бензол. Строение, физические свойства данного вещества представлены в этой статье.

История

Соединение бензола было открыто раньше всех аренов. Майкл Фарадей вывел его при помощи дистилляции кристаллов светящегося газа. Другой способ – разложить китовый жир под воздействием высоких температур. Еще один ученый, а именно – Митчерлих, в 1834 году получил бензол, физические свойства которого не были изучены в то время, при помощи сухой дистилляции одноименной кислоты с добавлением извести.

Бензол физические свойства

Ученый предложил название «бензин» для данного вещества. Однако человек, исследующий свойства и состав бензола, дал ему привычное современным людям именование. В переводе с немецкого языка «Ol» значит «масло». В настоящее время название вещества не сменяется, поскольку суффикс –ол соответствует классу спиртов. В 1860 году Кенуле выделил новую группу соединений, а именно – ароматические вещества, поскольку они обладали приятным запахом.

Состав

Существует такое понятие, как «сырой бензол». Физические свойства и применение напрямую зависят от состава вещества. Так, в бензоле содержится большое количество веществ, например, пиридин, кумароны, кумол, даже нафталин. Чтобы превратить сырой продукт в чистый, бензол очищают и производят его ректификацию.

Очистка производится следующим образом: вещество последовательно промывают в растворе щелочи, в кислоте и в воде. Чтобы удалить основания и фенолы из сырого продукта, первоначально его очищают при помощи серной кислоты.

Формула

Впервые полученное вещество было записано в виде неправильной формулы, которая выглядела следующим образом: C2H2.

Бензол его электронное строение свойства

Майкл Фарадей допустил ошибку, поскольку в то время атомную массу углерода принимали за 6 а.е.м. Другой ученый, которого звали Митчерлих, записал формулу верно – C6H6.

Гомологи

Подобно другим углеводородам, бензол образует гомологический ряд. Наиболее простым его гомологом является вещество под названием метилбензен. Его техническое название – толуол. Это жидкость, у которой отсутствует цвет, зато есть характерный запах. Физические и химические свойства бензола и метилбензена схожи.

Вещество добывают вместе с бензолом, затем отделяют его с помощью дробной перегонки. Чаще всего толуол применяется для производства взрывчатых веществ, в особенности тротила.

Физические свойства

Существуют следующие физические свойства бензола и его гомологов:

  • Вещества находятся в жидком агрегатном состоянии. Бензол закипает при температуре 80,1 градусов по Цельсию. В замерзшем состоянии превращается в кристаллическую массу белого цвета. Соединение затвердевает при температуре 5,5 градусов.

Физические свойства бензола и его гомологов

  • Бензол – неполярное вещество, которое не растворяется в воде. При этом образуется смесь, чья температура кипения составляет 69,25 градусов. Ее состав не меняется при переходе из одного агрегатного состояния в другое. Соединение смешивается с большей частью неполярных растворителей.

Это были основные физические свойства бензола. Таблица, в которой указана вся информация о них, конечно же, будет намного больше.

Химические реакции

С участием бензола в большинстве случаев происходят реакции замещения, однако имеют место и реакции присоединения или окисления.

В реакциях присоединения вещество выступает в качестве непредельного углеводорода. Если отсутствует никелевый катализатор, а во время реакции осуществляется нагревание веществ, то в результате к молекуле бензола добавляются атомы водорода и образуется такое соединение, как циклогексан. В данном случае разрываются пи-связи.

Бензол химические и физические свойства кратко

Бензол (его электронное строение и свойства описаны в статье) является легко воспламеняющимся веществом. Так, на воздухе он быстро загорается, а смесь его паров с кислородом вообще взрывается. При этом бензол отличается устойчивостью к воздействию окислителей, таких как перманганат калия и азотная кислота. Благодаря реакции окисления с озоном было установлено строение вещества.

Получение

Промышленный бензол, физические свойства которого описаны в данной статье, до середины прошедшего столетия добывался из каменноугольной смолы. Однако с 50-х годов 20 века был открыт новый способ получения промышленного бензола. Для этого необходимо произвести дегидрогенизацию нефтяного сырья. Существуют следующие пути производства данного вещества:

Физические и химические свойства бензола

  • Коксование каменного угля – наиболее старый способ. До начала Второй мировой войны именно он считался основным источником бензола. В настоящее время он используется гораздо реже, всего 10 процентов вещества получается с его помощью.
  • Метод каталитического риформинга бензиновых фракций нефти. В США этот способ применяется наиболее широко. В таких государствах, как Россия и Япония, а также на территории Западной Европы при помощи данного метода получают от 40 до 60 процентов вещества. В этом процессе происходит образование дополнительных соединений. Иногда их перерабатывают в бензол или его смесь.
  • Почти половина мирового бензола добывается методом пиролиза нефтяных фракций, как правило, бензиновых. В результате образуется не только искомое вещество, но и толуол, а также ксилол. Их превращают в необходимое соединение.
  • Если провести ацетилен над активированным углем при температуре 600 градусов по Цельсию, то можно получить сразу несколько ароматических углеводородов, в том числе и бензол.

Применение

Бензол, физические свойства которого указаны выше, служит сырьем для органического синтеза в промышленных целях. Две трети добытого вещества идут на производство таких соединений, как циклогексан, кумол. Ранее бензол применялся в уличных фонарях.

Огромное количество вещества расходуется на получение нитробензола, который впоследствии восстанавливается в анилин. Технически эта реакция проходит следующим образом:

Бензол физические свойства и применение

  • Происходит воздействие соляной кислоты на бензол. Необходимо присутствие железа.
  • Оно реагирует на кислоту, в результате чего возникают атомы водорода, собственно, он и влияет на образование анилина.

Он используется для того, чтобы синтезировать как различные красители, так и лекарства.

Бензол расходуется для получения фенола. Из него производят фенолформальдегидные смолы. Такое вещество, как гексахлорциклогексан, получило большое распространение в качестве средства для борьбы с насекомыми и вредителями. Оно широко используется в сельском хозяйстве.

Бензол (химические и физические свойства кратко описаны в данной статье) входит в состав такого топлива, как бензин. Поскольку вещество очень токсично, его содержание не превышает пяти процентов.

Преимущества и недостатки

Бензол (физические свойства вещества описаны в данной статье) очень ценится в качестве растворителя. Однако он обладает высокой токсичностью и канцерогенностью, поэтому вещество не получило широкого распространения как растворитель.

Бензол, добытый из каменноугольной смолы, непригоден для нескольких технологических процессов. Дело в том, что в нем содержится слишком много тиофена.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Добавить смайл
  • :smile:
  • :wink:
  • :frowning:
  • :stuck_out_tongue_winking_eye:
  • :smirk:
  • :open_mouth:
  • :grinning:
  • :pensive:
  • :relaxed:
  • :heart:
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Следят за новыми комментариями — 8
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.