chimie
3
Sulfonarea Benzenului Benzenul (cunoscut i sub denu mirea mai pu in frecventă d e benzol) est e o hidro carbură cu un nucleu ș ț aromatic, care are formula chimicaC 6 H 6 . Este întâlnit în cărbuni, petrol i se ob ine în mo d natural p rin arderea ș ț inc omp let ă a co mpu ilo r bog a i în ș ț carbon. Până la Al doilea război mondial , benzenul rezulta ca produs secundar al preocedurii de formare a cocosului. După anii 1950, hidrocarbura a fost extrasă din petrol. Există p atru metode de laborato r din care se ob ine: reformare cataliti că, hidrodezalchilarea ț toluenului, disp ropo r iona rea ț toluenului i cracare cu abur. Participă la reac ii de substitu ie, oxidare i ad i ie. Etimologic, cuvântul provine de ș ț ț ș ț la ră inia „ben zoe” care pri n sublimare forme ază ș acidul benzoic. Au fost emise numeroase formule pentru benzen. Kekulé a propus în 1865 o aranjare ciclică a atomilor de carbon în care legăturile simple alternează cu cele duble, însă această structură nu explica în totalitate prop riet ă ile hidro carbu rii. ț Erich Hückel în 1931 a demonstrat prin teoria orbitalilor moleculari că benzenul este reprezentat de un ciclu de ase atomi de carbon, în interio rul lui fiind un cerc sau o lin ie circulară punctată pentru ș a sugera delocalizarea electronilor din legătura C-C. Compusul organic este incolor, extr em de inflamabil i volatil, avân d un punct d e solidificare de 5,5 ș °C i cel ș de fierbere fiind de 80,1°C. La 20°C are o densitate de 0,88 g·cm −3 i este mai solu bil în solven i organici decât ș ț în apă. Face parte din categoria subs tan elor cancerigene, din care cauză sunt fo losi i ca ț ț dilu an i ț deri va ii meti la i ț ț ai benzenului ca toluenul i ș xilenii. Este un solv ent foarte utilizat în industria chimică i reprezintă un precursor ș important al sintezei chimice de medicamente, plastic, gumă sintetică sau colo ran i ț . Descoperire: Cuvântul „b enzen” provine de la nu mele ră inii arborelui ș Styrax benzoin, numită „benzoe”. Aceasta a fost folosită în farmaciile europene începând cu secolul 15, fiind un produs originar din Asia de Sud-Est, denumirea ei fiind derivată de la expres ia arabică „luban jawi”. Prin subli marea acestei ră ini se formează acidul benzoic, ș numit i „flori de benzoe”, iar hidrocarbura derivată din acesta a fost numită „benzin”, „benzol” sau „benzen”. ș Benzenul a fost izolat de Michael Faraday în anul 1825 dintr-o frac iune de gaz depu s în procesul de ț lichefiere a gazul de iluminat , numindu-l bicarburet of hydrogen. El a observ at că subs tan a este o ț hidrocarbură care avea o formulă moleculară ce putea fi scrisă ca un multiplu de C x H y .Justus von Liebig a redenumit compusul, numindu- l „benzen” sau „benzol” în 1834. În 1883, Eilhard Mitscherlich l-a ob inut din deca rbox ilare a ț acidului benzoic i ș a oxidului de calciu, denumindu-l „benzin”.În 1836, chimistul francez Auguste Laurent a inti tulat s ubst an a ț „phène”, cuvântul devenind ulterior rădăcină pentru fenol i pentru radicalul ș fenil.În 1845, August Wilhelm von Hofmann a izol at sub stan a din ț gudroanele rezultate din distilarea uscată a cărbunilor de pământ. În 1855, acesta a folosit pentru prima dată termenul „aromatic” pentru a numi caracteru l compu ilor chimici înrudi i cu ș ț benzenul. În 1868, Marcellin Berthelot a sintetizat benzenul prin trimerizarea acetilenei. În petrol, compusul a fost identificat ulterior, iar în cel din România a fost descoperit de Petru Poni în 1900 i de ș Lazăr Edeleanu în 1901. Propri etă i fizic e i stare natura lă: ț ș Benzenul se întâlneste în gazul de huilă, în petrol i în pro dusele lichid e ale dist ilării uscate a numero ilor ș ș compu i org anici bog a i în carbon (huil ă, ș ț lignit etc.). Este un lichid incolor, extrem de inflamabil i vola til, ș având un indice de refrac ie ț de 1,50. Vâscozitatea sa este mai slabă decât cea a apei. Benzenul se solidifică la 5,5
Transcript of chimie
5/12/2018 chimie - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/chimie-55a3596a71695 1/3
Sulfonarea Benzenului
Benzenul (cunoscut i sub denumirea mai pu in frecventă de benzol) este o hidrocarbură cu un nucleuș ț
aromatic, care are formula chimicaC6H6. Este întâlnit în cărbuni, petrol i se ob ine în mod natural prin ardereaș ț
incompletă a compu ilor boga i înș ț carbon. Până la Al doilea război mondial, benzenul rezulta ca produs secundar al preocedurii de formare a cocosului. După anii 1950, hidrocarbura a fost extrasă din petrol. Există patrumetode de laborator din care se ob ine: reformare catalitică, hidrodezalchilareaț toluenului, dispropor ionareaț toluenului i cracare cu abur. Participă la reac ii de substitu ie, oxidare i adi ie. Etimologic, cuvântul provine deș ț ț ș ț la ră inia „benzoe” care prin sublimare formează ș acidul benzoic.
Au fost emise numeroase formule pentru benzen. Kekulé a propus în 1865 o aranjare ciclică a atomilor decarbon în care legăturile simple alternează cu cele duble, însă această structură nu explica în totalitate proprietă ile hidrocarburii.ț Erich Hückel în 1931 a demonstrat prin teoria orbitalilor moleculari că benzenul este
reprezentat de un ciclu de ase atomi de carbon, în interiorul lui fiind un cerc sau o linie circulară punctată pentruș a sugera delocalizarea electronilor din legătura C-C.
Compusul organic este incolor, extrem de inflamabil i volatil, având un punct de solidificare de 5,5ș °C i celș de fierbere fiind de 80,1°C. La 20°C are o densitate de 0,88 g·cm−3 i este mai solubil în solven i organici decâtș ț în apă. Face parte din categoria substan elor cancerigene, din care cauză sunt folosi i caț ț diluan iț deriva ii metila iț ț ai benzenului ca toluenul iș xilenii. Este un solvent foarte utilizat în industria chimică i reprezintă un precursor ș important al sintezei chimice de medicamente, plastic, gumă sintetică sau coloran iț .
Descoperire:
Cuvântul „benzen” provine de la numele ră inii arboreluiș Styrax benzoin, numită „benzoe”. Aceasta a fostfolosită în farmaciile europene începând cu secolul 15, fiind un produs originar din Asia de Sud-Est, denumireaei fiind derivată de la expresia arabică „luban jawi”. Prin sublimarea acestei ră ini se formează acidul benzoic,ș numit i „flori de benzoe”, iar hidrocarbura derivată din acesta a fost numită „benzin”, „benzol” sau „benzen”.ș
Benzenul a fost izolat de Michael Faraday în anul 1825 dintr-o frac iune de gaz depus în procesul de ț lichefiere agazul de iluminat, numindu-l bicarburet of hydrogen. El a observat că substan a este oț hidrocarbură care avea oformulă moleculară ce putea fi scrisă ca un multiplu de CxHy.Justus von Liebig a redenumit compusul, numindu-
l „benzen” sau „benzol” în 1834. În 1883, Eilhard Mitscherlich l-a ob inut din decarboxilareaț acidului benzoic iș a oxidului de calciu, denumindu-l „benzin”.În 1836, chimistul francez Auguste Laurent a intitulat substan aț „phène”, cuvântul devenind ulterior rădăcină pentru fenol i pentru radicalul ș fenil.În 1845, August Wilhelm von Hofmann a izolat substan a din ț gudroanele rezultate din distilarea uscată a cărbunilor de pământ. În 1855, acesta
a folosit pentru prima dată termenul „aromatic” pentru a numi caracterul compu ilor chimici înrudi i cuș ț benzenul. În 1868, Marcellin Berthelot a sintetizat benzenul prin trimerizarea acetilenei. În petrol, compusul afost identificat ulterior, iar în cel din România a fost descoperit de Petru Poni în 1900 i deș Lazăr Edeleanu în1901.
Proprietă i fizice i stare naturală:ț ș
Benzenul se întâlneste în gazul de huilă, în petrol i în produsele lichide ale distilării uscate a numero ilor ș ș compu i organici boga i în carbon (huilă,ș ț lignit etc.). Este un lichid incolor, extrem de inflamabil i volatil,ș având un indice de refrac ieț de 1,50. Vâscozitatea sa este mai slabă decât cea a apei. Benzenul se solidifică la 5,5
5/12/2018 chimie - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/chimie-55a3596a71695 2/3
°C, temperatura de fierbere fiind de 80,1 ° C. La 20 ° C are o densitate de 0,88 kg/L i o ș presiune de vapori de110 Pa. Este foarte solubil în solven i organici polari, iar în apă se solubilizează mai greu.ț Coeficientul de expansiune termică al benzenului la 20 ° C este de 0,001187 K −1. Are un miros caracteristic, cu un prag dedetectare de 1,5 la 900 mg/m3 în aer.Amestecul format din vapori de benzen i aer este foarte inflamabil,ș compusul aprinzându-se la -11 ° C. Zona de sablare se situează între 1,2 procente de volum (39 g/m3) ca limitainferioară de explozie i 8,6 procente de volum (280 g/mș 3) ca limită superioară de explozie.Energia minimă de
aprindere este de 0,2 mJ, iar temperatura de combustie este de 555 ° C. Benzenul arde cu o flacără galbenă,formând apă iș dioxid de carbon, fumegând, indicând astfel con inutul ridicat de carbon.ț Puterea calorică acompusului este de 40580 k J/kg, entalpia molară fiind de 3257,6 kJ/mol pentru starea lichidă i 3301 kJ/molș pentru cea gazoasă.
La spectroscopia în infrarosu, benzenul prezintă trei benzi de absorb ieț ale vibra iilor de valen ă la 3003, 3071ț ț i 3091 cmș -1. Vibra iile de deforma ie provoacă absorb ii intense între 860- 1000 cmț ț ț -1. Benzenul are în spectrul
ultraviolet trei maxime de absorb ie, acestea având valorile 184 nm, 203,5 nm i 256 nm.Dezecranareaț ș protonilor aromatici se datorează existen ei norului de electroni π extins asupra ciclului.Astfel, înț spectrul RMN benzenul prezintă un singur semnal la δ 7,224 ppm.
Ob inereț :
Benzenul este ob inut din compu ii boga i în carbon care suferă o ardere incompletă. Se ob ine în mod natural dinț ș ț ț vulcani i din incendiile forestiere, fiind prezent i în multe alte produse de ardere inclusiv înș ș fumul de igarăț . Până la Aldoilea război mondial, cantită i însemnate de benzen rezultau ca produs secundar în procesul producerii ț cocosului utilizat înindustria fierului.În anii 1950, cererea de benzen a înregistrat o crestere substan ială, în special în industria ț maselor plastice,necesitând astfel extragerea mult mai productivă al acestuia din petrol. În prezent, benzenul se ob ine mai ales în industriaț petrochimică, producerea compusului din cărbune fiind foarte pu in utilizată.ț
Produc ia industrială de benzen cuprinde patru procese chimice: ț reformare catalitică, hidrodezalchilare a toluenului,dispropor ionare a toluenului i ț ș cracare cu abur . În 1996, aceasta era de 33 de milioane de tone, dintre care 7 milioane proveneau din Statele Unite, 6,5 milioane din Uniunea Europeană, 4,2 din Japonia, 1,4 milioane din Coreea de Sud i unș milion din China. România este o ară producătoare, consumatoare i exportatoare de benzen, cele mai importante ț ș rafinării
în care se fabrică benzen sunt Rafo One tiș , Oltchim S.A iș Rompetrol.
Utilizări:
Înainte de anii 1920, benzenul era utilizat frecvent ca solvent industrial, mai ales pentru degresarea metalelor însă dincauza toxicitatii sale ridicate a fost înlocuit cu al i solven i. Principala sa întrebuin are este cea de reactiv intermediar pentruț ț ț sinteza altor compu i chimici. Deriva ii benzenului care se produc în cantită i importante suntș ț ț stirenul, utilizat în fabricarea polimerilor i a materialelor plastice,ș fenol, din care se prepară răsini i adezivi,ș ciclohexanul, folosit pentru preparareanylonului. Cantită i mai mici de benzen sunt utilizate la fabricarea ț pneurilor , lubrifian ilor ț , coloran ilor ț , detergen ilor ț ,medicamentelor , explozibililor sau pesticidelor. În anii 1980, principalii compu i ob inu i din benzen erauș ț ț etilbenzenul, în proces folosindu-se 48% benzen, cumenul 18%, ciclohexan 15% i ș nitrobenzen 7%.
Aspecte de securitate i de sănătate:ș
Benzenul este o substan ă foarte inflamabilă, amestecul vaporilor săi cuț aerul fiind exploziv. Reac ionează violent cuț oxidan ii, ț acidul azotic, acidul sulfuric i ș halogenii, cauzând incendii. Atacă plasticul i ș cauciucul. Poate fi inhalat, ingeratsau poate pătrunde prin piele.Odată intrat în organism, se concentrează îngrăsimi i înș măduva osoasă, pentru care estetoxic, blocând formarea globulelor sangvine în aceasta. Benzenul irită ochii, pielea i căile respiratorii. Înghi irea lichiduluiș ț poate cauza aspirarea sa în plămâni, acest lucru conducând la pneumonii chimice i la corodarea ș mucoasei digestive.Substan a poate afecta ț sistemul nervos central, provocând ame eli prin excitarea i apoi deprimarea lui.ț ș
5/12/2018 chimie - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/chimie-55a3596a71695 3/3
