БЕНЗОЛ
, мол. м. 78,11; бесцв. жидкость с характерным запахом;
у. пл. 5,53°С, т. кип. 80,1°С; d420 0,879,
nD20 1,5011;
0,6468 мПа*с (20 С);
28,18 мН/м (25°С);Hoпл
9,843 кДж/моль,
30,77 кДж/моль,
- 3303,72 кДж/моль,
- 82,98 кДж/моль; Sо298 269,38 Дж/(моль*К); ркрит
4,91
МПа, tкрит 289,5 °С;
2,284 (20°С). Р-римость в воде 0,073% по массе (25 °С), воды в Б.-0,05%
(26 °С). Неограниченно раств. в углеводородах, эфирах, хуже - в метаноле,
не раств. в этиленгликоле, глицерине; растворяет жиры, каучуки, гудрон,
серу, фосфор, иод. Образует азеотропные смеси (см. табл.).
ХАРАКТЕРИСТИКА АЗЕОТРОПНЫХ СМЕСЕЙ БЕНЗОЛА
Второй компонент смеси
|
Т. кип., °С
|
Содержание бензола,
% по массе
|
Вода
|
69,8
|
91,0
|
Муравьиная к-та
|
71,0
|
67,0
|
Метанол
|
58,0
|
62,0
|
Этанол
|
67,93
|
67,5
|
Пропанол
|
77,1
|
83,1
|
Изопропанол
|
71,9
|
66,2
|
Молекула Б. - плоский правильный шестиугольник с внутр. углами 120°
и расстоянием между атомами углерода 0,139 нм. В УФ-спектре в этаноле максимумы
при 184 нм (lg
4,77), 203,5 нм (lg
3,87), 254,5 нм (lg
2,31).
Б. - родоначальник углеводородов ароматич. ряда. Хим. св-ва определяются
наличием в молекуле стабильной замкнутой системыэлектронов
(см. Ароматичность
, Ароматические соединения
). Он склонен к донорно-акцепторному
взаимод. с соед., имеющими дефицит электронов; в результате образуются
малостабильные и существующие только в р-рахкомплексы,
к-рые могут превращ. в более прочныекомплексы.
Способностью Б. к комплексообразованию определяется его склонность к электроф.
замещению -наиб. характерным для Б. р-циям, напр.:
Катализаторы электроф. замещения - обычно к-ты Льюиса, облегчающие образование
промежут. комплексов и ускоряющие основную р-цию, напр. хлорирование:
Б. сульфируется до бензолсульфокислот, алкилируется олефинами с образованием
алкилбензолов. В зависимости от природы первого введенного заместителя
дальнейшее электроф. замещение направляется преим. в орто-
и пара-положения
или в мета-положение.
Для Б. характерна устойчивость к действию высоких т-р и окислителей.
Лишь выше 650°С он частично превращ. в дифенил, выше 750°С разлагается
на углерод и водород. Б. не изменяется под действием Н2СrO4
и КМnО4, с О2 в присут. катализаторов (V, Мо) при
350^450°С образует малеиновый ангидрид. Гидрируется до циклогексана в присут.
разл. катализаторов (напр., в присут. Ni при 120-200°С и 2,96-6,94 МПа).
Щелочными металлами в жидком NH3 восстанавливается до 1,4-циклогексадиена.
При фотохим. присоединении хлора превращ. в гексахлорциклогексан. При УФ-облучении
способен к циклоприсоединению и изомеризации в фульвен (ф-ла I) и бензвален
(II).
Наиб. старый метод пром. получения Б.: выделение его из предварительно
охлажденных пирогазовых продуктов коксования каменных углей абсорбцией
орг. поглотителями, напр. маслами кам.-уг. и нефтяного происхождения; для
отделения поглотителя используют перегонку с водяным паром. От примесей
(напр., тиофена) сырой бензол
отделяют гидроочисткой. Осн. кол-во
Б. получают риформингом (470-550°С) нефтяной фракции, выкипающей при 62-85
°С; извлекают экстракцией. Б. высокой чистоты получают экстрактивной перегонкой
с ДМФА. Б. выделяют также из жидких продуктов пиролиза нефтепродуктов,
образующихся в произ-ве этилена и пропилена. При избытке ресурсов толуола
Б. производят деалкилированием последнего, к-рое проводят термич. способом
при 600-820°С в присут Н2 и водяного пара или каталитически
при 227-627°С в присут. цеолитов или оксидных катализаторов. наиб. экономически
выгодно выделение Б. из продуктов пиролиза, но ресурсы этого источника
недостаточны, поэтому б.ч. его производят риформингом. Доля коксохим. Б.
в общем балансе невелика. В лабораториях особо чистый Б. синтезируют декарбоксилированием
бензойной к-ты.
Специфич. р-ция обнаружения Б. в присут. гомологов: встряхивают смесь
углеводородов с аммиачным р-ром Ni(CN)2; при наличии Б. выпадает
осадок комплексного соед. Ni(CN)2NH3(C6H6).
Осн. области применения Б. (более 80%): произ-во этилбензола, кумола
и циклогексана; остальное кол-во - для получения анилина, малеинового ангидрида,
как компонент моторного топлива для повышения октанового числа, как р-ритель
и экстрагент в произ-ве лаков, красок, ПАВ и др.
Для Б. т. всп. - 11 °С, т. самовоспл. 534°С, КПВ 1,5-8%. Сильно раздражает
кожу; в высоких концентрациях Б. оказывает судорожное действие; при многократных
воздействиях низких концентраций наблюдаются изменения в крови и кроветворных
органах; ПДК 5 мг/м3.
Транспортируют в железнодорожных цистернах, снабженных оборудованием
для разогрева продукта. Б. открыт М. Фарадеем в 1825 при пиролизе китового
жира; впервые синтезирован Э. Мичерлихом в 1833 декарбоксилированием бензойной
к-ты.
Лит.: Соколов В. 3., Харлампович Г. Д., Производство и использование
ароматических углеводородов, М., 1980; Эфрос Л. С., Горелик М. В., Химия
и технология промежуточных продуктов, Л., 1980; Общая органическая химия,
пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 314-455. Н.Н. Артамонова.