Razno

Što je benzen i zašto je tako koristan?

Što je benzen i zašto je tako koristan?

Benzen je prvi izolirao Michael Faraday dok je proučavao osvjetljujuće plinove, a to je jedna od najvažnijih kemikalija za mnoge industrije širom svijeta. Ali zašto?

Ovdje istražujemo kemijsku strukturu i svojstva ove "čudesne kemikalije" i otkrivamo neke zanimljive činjenice o njoj.

POVEZANO: ŠTO BI SE DOGODILO DA SE SVIJET IZLAZI IZ SIROVOG ULJA?

Što je benzen?

Benzen, molekula s kemijskom strukturom C6H6, ima molarnu masu malo iznad78 grama / mola. Na sobnoj temperaturi benzen nastoji postojati u tekućem stanju. Bezbojan je i ima vrlo prepoznatljiv miris sličan benzinu.

Benzen je topljiv u vodi i ima tačku topljenja 5,33 Celzijevih stupnjeva. Također ima tačku vrenja 80,1 Celzijevih stupnjeva.

Benzen je također vrlo zapaljiv. Ova je kemikalija kancerogena i ima tendenciju da se koristi kao dodatak benzinu, plastici, sintetičkoj gumi, bojama i industrijskim otapalima.

Također je matični spoj za brojne druge aromatske spojeve.

Ali njegova je najzanimljivija značajka karakteristična šesterokutna prstenasta struktura od šest atoma ugljika s povezanim vodikovim vezama u redovitim intervalima. Ova struktura pomaže molekuli učiniti nevjerojatno stabilnom.

Također se tehnički naziva aromatskim spojem, koji su ravni (ravni) prstenovi atoma spojeni kovalentnim vezama.

Benzen sadrži delokalizirane oblake pi-elektrona umjesto diskretnih izmjeničnih jednostrukih i dvostrukih veza. Šest pi-elektrona zauzima područje iznad i ispod ravnine prstena. Svih šest ugljika dijeli svaki elektron, što maksimizira silu privlačenja između jezgara (pozitivno) i elektrona (negativno).

Dvostruke (C = C) veze obično su kraće od pojedinačnih veza ugljika i ugljika. Međutim, svih šest veza ugljik-ugljik imaju jednaku duljinu u benzenu, koja je posredna između dužine pojedinačne i dvostruke veze.

U cikličkoj molekuli s tri izmjenične dvostruke veze duljina veze jednostruke veze bila bi 154 pikometra, a ona dvostruke veze bila bi 134 pikometra. Rentgenska difrakcija benzena pokazala je da to nije slučaj. U stvari, svaka veza ima otprilike duljinu 140 pikometra (0,14 nm) - koja je srednja između duljina veza C-C i C = C.

"Sam benzen ima molekularni oblik trigonalnog ravnog, što znači da molekula postoji u trokutastom obliku u jednoj ravnini u prostoru", navodi benzeneproject.weebly.com.

Kako je otkrivena struktura benzena?

Benzen je sam po sebi prvi izolirao britanski znanstvenik Michael Faraday 1825. godine istražujući osvjetljujuće plinove. Prvo ga je umjetno stvorio njemački znanstvenik Eilhardt Mitscherlich 1833. godine.

To je učinio zagrijavanjem benzojeve kiseline s vapnom. Benzen je prvi put izolirao iz katrana ugljena drugi njemački znanstvenik, A. W. Hoffman, 1845. godine.

Njegova stvarna struktura trebala bi malo više vremena za dešifriranje.

"Njemački kemičari Joseph Loschmidt (1861.) i August Kekule von Stradonitz (1866.) neovisno su predložili ciklički raspored šest ugljika s izmjeničnim jednostrukim i dvostrukim vezama. Kekule je naknadno modificirao svoju strukturnu formulu u onu u kojoj je oscilacija dvostrukih veza dala dvije ekvivalentne strukture u brzoj ravnoteži.

Američki kemičar Linus Pauling 1931. sugerirao je da Benzen ima jednu strukturu, koja je bila rezonantni hibrid dviju struktura Kekule ", navodi Enciklopedija Britannica.

Kako nastaje benzen?

Benzen koji ljudi koriste ili dolazi u kontakt stvoren je umjetno. Tradicionalne metode uključivale su destilaciju lakog ulja proizvedenu proizvodnjom koksa.

Danas se većina benzena stvara iz katalitičkog reformiranja nafte ili krekinga u pari tekuće nafte i hidrodealkilacije (HDA) toluena i disproporcije toluena (TDP).

"U Europi se benzen prvenstveno dobiva iz piroliznog benzina koproduciranog u parnom krekiranju nafte, plinskog ulja ili kondenzata kako bi se dobili olefini. [Broj] proizvedenih aromata može se povećati korištenjem težih sirovina (sirovine koje nisu jestive).

U SAD-u je katalitički reforming glavni izvor benzena. Nafta se pomiješa s vodikom i doda u reaktor koji sadrži katalizator i radi na 425-530oC i 7-35 bara. Frakcija bogata aromama odvojena je od reformata ", navodi icis.com.

U oba slučaja, bilo koji benzen koji nastaje treba se pridobiti iz nastalih aromatičnih proizvoda. "Metode uključuju ekstrakciju otapala, ekstraktivnu ili azeotropnu destilaciju, čvrstu adsorpciju pomoću molekularnih sita i kristalizaciju", napominje icis.com.

"Rastući izvor benzena je selektivnim nesrazmjerom toluena gdje se benzen koproducira u proizvodnji struje ksilena bogate paraksilenom. Akumulator benzina također je sve veći izvor jer stroži propisi o benzinu ograničavaju sadržaj benzena / aromata u benzinu," navodi icis.com.

Još jedna metoda stvaranja benzena je prethodno spomenuta hidrodealkilacija toluena. Tu se koriste ili katalitički ili termički postupci.

Postrojenja HDA ove vrste obično se koriste za održavanje ravnoteže opskrbe benzolom kad su drugi izvori u kapacitetu.

Također je razvijen noviji postupak nazvan Cyclar. Ovaj postupak pretvara butane i propan u aromatične sastojke, a razvili su ga BP i UOP. Do danas je samo jedna tvornica u Saudijskoj Arabiji izgrađena pomoću nove tehnologije.

Benzen se zapravo može stvoriti prirodno i može biti nusprodukt procesa poput požara i erupcija vulkana. Također je česta komponenta cigaretnog dima.

Male količine benzena mogu se zbrinuti na razne načine, ali to obično uključuje miješanje s pijeskom ili prljavštinom radi sigurnog i čistog odlaganja. Ostale metode uključuju sagorijevanje.

Za odlaganje velikih količina, benzen se nastoji raspršiti u velikoj komori za izgaranje. Atomizacija je postupak pretvaranja većih molekula u njihove sastavne atomske dijelove. To uklanjanje čini lakšim i sigurnijim.

Još nekoliko zanimljivih činjenica o benzenu

Neke smo zanimljivosti o benzenu već pokrili gore, ali evo još nekih:

1. Njemački trgovac kavom Ludwig Roselius 1903. godine koristio je benzen za dekofeinizaciju kave. Budući da smo saznali da je benzen kancerogen, srećom ta upotreba benzena više nije slučaj.

2. Krajem 19. i početkom 20. stoljeća benzen se zapravo koristio kao sastojak za poslije brijanja zbog svoje arome. Međutim, slično kao i bezkofeinizacija kave, ona se više ne koristi u tu svrhu.

3. Benzen ima brojne primjene u čistom obliku, ali više 80% proizvedenog benzena koristi se za proizvodnju ostalih kemikalija. Od njih velika većina uključuje etilbenzen, kumen, cikloheksan, nitrobenzen i alkilbenzen.

4. Benzen je jedna od najčešće korištenih kemikalija na svijetu. U Sjedinjenim Državama nalazi se u prvih 20 kemikalija proizvedenih po količini.

5. Kako je benzen obično nusprodukt različitih ciklusa izgaranja, izloženi ste maloj količini njega svaki put kad izađete vani. Izvori uključuju dim cigareta, benzinske crpke, ispušne plinove i druge industrijske emisije.

6. Mnogi proizvodi u vašem domu također sadrže benzen u određenoj mjeri. Ljepila, boje, vosak za namještaj i deterdženti redovito sadrže benzen kao sastojak.

7. Ozbiljna izloženost benzenu može spriječiti stanice da rade ispravno. Na primjer, može uzrokovati da koštana srž prestane proizvoditi dovoljno crvenih krvnih stanica.

8. Benzen lako ispari na sobnoj temperaturi. Njegov je oblik pare također teži od zraka, pa se zato skuplja u nižim područjima.

9. Iako je benzen topiv u vodi, on je manje gust i zato ima tendenciju da formira sloj na vrhu vode.

10. Vrlo niske razine benzena otkrivene su u namirnicama poput voća, povrća, orašastih plodova, mliječnih proizvoda, jaja i ribe. Međutim, to je prilično sigurno. Nešto više razine pronađene su u nekim prerađenim namirnicama.

11. Dugotrajna izloženost benzenu može dovesti do karcinoma povezanih s krvlju poput leukemije. U tijelo može ući bilo izravnom apsorpcijom preko kože, udisanjem ili konzumacijom.


Gledaj video: How to spot a liar. Pamela Meyer (Prosinac 2021).