No Image

Фенол и калий

0 просмотров
10 марта 2020

Фенол
Общие
Систематическое
наименование
Гидроксибензол
Традиционные названия Фенол, Карболовая кислота
Хим. формула C6H5OH
Рац. формула C6H6O
Физические свойства
Состояние бесцветные кристаллы
Молярная масса 94,11 г/моль
Плотность 1,07 г/см³
Энергия ионизации 8,5 ± 0,1 эВ [1]
Термические свойства
Т. плав. 40,9 °C
Т. кип. 181,84 °C
Т. всп. 79 (в закрытом тигле), 85 (в открытом) °C
Пр. взрв. 1,8 ± 0,1 об.% [1]
Мол. теплоёмк. 134,7 (кр.) Дж/(моль·К)
Энтальпия образования −162,944 кДж/моль
Давление пара 0,4 ± 0,1 мм рт.ст. [1]
Химические свойства
pKa 9,89 ± 0,01 [2]
Растворимость в воде 6,5 г/100 мл
Структура
Гибридизация sp 2
Классификация
Рег. номер CAS 108-95-2
PubChem 996
Рег. номер EINECS 203-632-7
SMILES
RTECS SJ3325000
ChEBI 15882
ChemSpider 971
Безопасность
ЛД50 427 мг/кг (морская свинка, внутрижелудочно)
Токсичность

токсичен, весьма едкий, является сильным ирритантом

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

По гидроксильной группе:

  • Обладает слабыми кислотными свойствами (более сильными, чем у спиртов), при действии щелочей образует соли — феноляты (например, фенолят натрия — C6H5ONa) [10] :

C 6 H 5 O H + N a O H → C 6 H 5 O N a + H 2 O H_<5>OH+NaOH
ightarrow C_<6>H_<5>ONa+H_<2>O>>>

Фенол — очень слабая кислота; даже угольная кислота вытесняет его из фенолятов:

C 6 H 5 O N a + H 2 O + C O 2 → C 6 H 5 O H + N a H C O 3 H_<5>ONa+H_<2>O+CO_<2>
ightarrow C_<6>H_<5>OH+NaHCO_<3>>>>

Более интенсивно феноляты разлагаются под действием сильных кислот, например, серной:

C 6 H 5 O N a + H 2 S O 4 → C 6 H 5 O H + N a H S O 4 H_<5>ONa+H_<2>SO_<4>
ightarrow C_<6>H_<5>OH+NaHSO_<4>>>>

Взаимодействие с металлическим натрием:

2 C 6 H 5 O H + 2 N a → 2 C 6 H 5 O N a + H 2 ↑ H_<5>OH+2Na
ightarrow 2C_<6>H_<5>ONa+H_<2>uparrow >>>

Фенол непосредственно не этерифицируется карбоновыми кислотами, эфиры можно получить при взаимодействии фенолятов с ангидридами или галогенангидридами кислот:

C 6 H 5 O N a + C H 3 C O C l → C 6 H 5 O C O C H 3 + N a C l H_<5>ONa+CH_<3>COCl
ightarrow C_<6>H_<5>OCOCH_<3>+NaCl>>> C 6 H 5 O N a + ( C H 3 C O ) 2 O → C 6 H 5 O C O C H 3 + C H 3 C O O N a <6>H_<5>ONa+(CH_<3>CO)_<2>O
ightarrow C_<6>H_<5>OCOCH_<3>+CH_<3>COONa>>>

Образование простых эфиров. Для получения простых эфиров фенола действуют галогеналканами или галогенпроизводными аренов на феноляты. В первом случае получают смешанные жирно-ароматические простые эфиры:

C 6 H 5 O N a + C H 3 I → C 6 H 5 O C H 3 + N a I H_<5>ONa+CH_<3>I
ightarrow C_<6>H_<5>OCH_<3>+NaI>>>

Во втором случае получают чисто-ароматические простые эфиры:

C 6 H 5 O N a + C 6 H 5 C l → C u C 6 H 5 O C 6 H 5 + N a C l H_<5>ONa+C_<6>H_<5>Cl]>C_<6>H_<5>OC_<6>H_<5>+NaCl>>>

Реакция проводится в присутствии порошкообразной меди, которая служит катализатором.

При перегонке фенола с цинковой пылью происходит замещение гидроксильной группы водородом [11] :

C 6 H 5 O H + Z n → C 6 H 6 + Z n O H_<5>OH+Zn
ightarrow C_<6>H_<6>+ZnO>>>

Фенол вступает в реакции электрофильного замещения по ароматическому кольцу. Гидроксогруппа, являясь одной из самых сильных донорных групп (вследствие уменьшении электронной плотности на функциональной группе), увеличивает реакционную способность кольца к этим реакциям и направляет замещение в орто- и пара-положения [12] . Фенол с лёгкостью алкилируется, ацилируется, галогенируется, нитруется и сульфируется.

C 6 H 5 O H + C O 2 → N a O H C 6 H 4 O H ( C O O N a ) H_<5>OH+CO_<2>]>C_<6>H_<4>OH(COONa)>>> C 6 H 4 O H ( C O O N a ) + H 2 S O 4 → C 6 H 4 O H ( C O O H ) + N a H S O 4 <6>H_<4>OH(COONa)+H_<2>SO_<4>
ightarrow C_<6>H_<4>OH(COOH)+NaHSO_<4>>>>

Взаимодействие с бромной водой (качественная реакция на фенол):

C 6 H 5 O H + 3 B r 2 → C 6 H 2 B r 3 O H + 3 H B r H_<5>OH+3Br_<2>
ightarrow C_<6>H_<2>Br_<3>OH+3HBr>>>

Образуется 2,4,6-трибромфенол — твёрдое вещество белого цвета.

Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой:

C 6 H 5 O H + 3 H N O 3 → C 6 H 2 ( N O 2 ) 3 O H + 3 H 2 O H_<5>OH+3HNO_<3>
ightarrow C_<6>H_<2>(NO_<2>)_<3>OH+3H_<2>O>>>

6 C 6 H 5 O H + F e C l 3 → H 3 [ F e ( C 6 H 5 O ) 6 ] + 3 H C l H_<5>OH+FeCl_<3>
ightarrow H_<3>[Fe(C_<6>H_<5>O)_<6>]+3HCl>>>

Реакция присоединения: гидрированием фенола в присутствии металлических катализаторов получают циклогексанол и циклогексанон:

2 C 6 H 5 O H + 5 H 2 → t , p , k a t : P t / P d , P d / N i , P d / A l 2 O 3 , N i / C r / A l 2 O 3 C 6 H 11 O H + C 6 H 10 O H_<5>OH+5H_<2><2>O_<3>,Ni/Cr/Al_<2>O_<3>>>C_<6>H_<11>OH+C_<6>H_<10>O>>>

Окисление фенола: вследствие наличия гидроксильной группы в молекуле фенола устойчивость к окислению намного ниже, чем у бензола. В зависимости от природы окислителя и условия проведения реакции получаются различные продукты. Так, под действием пероксида водорода в присутствии железного катализатора образуется небольшое количество двухатомного фенола — пирокатехина:

C 6 H 5 O H + 2 H 2 O 2 → − H 2 O k a t : F e C 6 H 4 ( O H ) 2 H_<5>OH+2H_<2>O_<2><2>O>]>C_<6>H_<4>(OH)_<2>>>>

При взаимодействии более сильных окислителей (хромовая смесь, диоксид марганца в кислой среде) образуется пара-хинон.

Биологическая роль [ править | править код ]

Протеиногенная аминокислота тирозин является структурным производным фенола и может быть рассмотрена как пара-замещённый фенол или α-замещённый пара-крезол. В природе распространены и другие фенольные соединения, в том числе полифенолы. В свободном виде фенол встречается у некоторых микроорганизмов и находится в равновесии с тирозином. Равновесие поддерживает фермент тирозин-фенол-лиаза (КФ 4.1.99.2).

Биологическое значение фенола обычно рассматривается в рамках его воздействия на окружающую среду. Фенол — один из промышленных загрязнителей. Фенол довольно токсичен для животных и человека. Фенол губителен для многих микроорганизмов, поэтому промышленные сточные воды с высоким содержанием фенола плохо поддаются биологической очистке.

Применение [ править | править код ]

По данным на 2006 год мировое потребление фенола имеет следующую структуру:

  • 44 % фенола расходуется на производство бисфенола А, который, в свою очередь, используется для производства поликарбонатов и эпоксидных смол;
  • 30 % фенола расходуется на производство фенолформальдегидных смол;
  • 12 % фенола гидрированием превращается в циклогексанол, используемый для получения искусственных волокон — нейлона и капрона[14] ;
  • в России большое количество фенола используется в нефтепереработке, в частности для селективной очистки масел на технологических установках типа 37/1 и А-37/1. Фенол проявляет высокую селективность и эффективность при удалении из масел смолистых веществ, различных полициклических ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, а также соединений, содержащих серу[15] ;
  • остальной (100-44-30-12) фенол расходуется на другие нужды, в том числе на производство антиоксидантов (ионол), неионогенных ПАВ — полиоксиэтилированных алкилфенолов (неонолы), других фенолов (крезолов), лекарственных препаратов (аспирин), антисептиков (ксероформа) и пестицидов. Раствор 1,4 % фенола применяется в медицине (орасепт) как обезболивающее и антисептическое средство [16] .
Читайте также:  Препараты чистящие кровь

Фенол и его производные обусловливают консервирующие свойства коптильного дыма. Также фенол используют в качестве консерванта в вакцинах [17] . В косметологии как химический пилинг (токсично).

  • в скотоводстве: дезинфекция животных растворами фенола и его производных.
  • в косметологии для проведения глубокого пилинга.

Токсические свойства [ править | править код ]

Фенол ядовит. Относится к высокоопасным веществам (Класс опасности II). При вдыхании вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу, вызывая химические ожоги. Доказательства канцерогенности фенола для людей отсутствуют [18] .

Попадая на кожу, фенол очень быстро всасывается даже через неповреждённые участки и уже через несколько минут начинает воздействовать на ткани головного мозга. Сначала возникает кратковременное возбуждение, а потом и паралич дыхательного центра. Даже при воздействии минимальных доз фенола наблюдается чихание, кашель, головная боль, головокружение, бледность, тошнота, упадок сил. Тяжелые случаи отравления характеризуются бессознательным состоянием, синюшностью, затруднением дыхания, нечувствительностью роговицы, скорым, едва ощутимым пульсом, холодным потом, нередко судорогами. Смертельная доза для человека при попадании внутрь 1—10 г, для детей 0,05—0,5 г [23] .

Охрана труда [ править | править код ]

При ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг/м³ (максимально-разовая) и 0,3 мг/м³ (среднесменная). Порог восприятия запаха фенола у разных людей разный; и он может достигать (среднее значение в группе) 5,8-7,5 мг/м³ [24] . А у отдельных работников он может быть значительно больше среднего значения. По этой причине можно ожидать, что использование широко распространённых фильтрующих СИЗОД в сочетании с «заменой фильтров по появлении запаха под маской» (как это почти всегда рекомендуется в РФ поставщиками) приведёт к чрезмерному воздействию паров фенола на, по крайней мере, часть работников, и причинить вред их здоровью [25] — из-за запоздалой замены противогазных фильтров. Для защиты от фенола следует использовать более эффективные изменение технологии и средства коллективной защиты.

Фенольная катастрофа в Уфе [ править | править код ]

Наглядным примером воздействия фенола на окружающую среду стал случай весной 1990 года в Уфе. В результате техногенной аварии на предприятии ПО «Уфахимпром» произошла утечка большого количества фенола в речку Шугуровка, впадающую в более крупную реку Уфу, являющуюся источником хозяйственно-питьевого водоснабжения города Уфы. Загрязнение воды в районе Южного водозабора превышало ПДК более чем в 100 раз. Опасность загрязнения питьевой воды фенолом проявляется в том, что при очистке вод использовался хлор, который, взаимодействуя с фенолом, образовывал хлорпроизводные (смесь хлорфенолов) — более токсичные вещества (некоторые в 100—250 раз превышают токсичность самого фенола). Население Уфы было оповещено об опасности употребления водопроводной воды для питья. Общая численность населения, потреблявшего питьевую воду, загрязненную фенолом из Южного водозабора Уфы, составила 672 876 человек [26] .

Установите со­от­вет­ствие между ре­а­ги­ру­ю­щи­ми ве­ще­ства­ми и уг­ле­со­дер­жа­щим продуктом, ко­то­рый об­ра­зу­ет­ся при вза­и­мо­дей­ствии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберитесоответствующую позицию, обозначенную цифрой.

РЕАГИРУЮШИЕ ВЕ­ЩЕ­СТВА ПРОДУКТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Читайте также:  Микоплазменная инфекция дыхательных путей

A) фенол и гид­рок­сид калия

Б) фенол и калий

В) фе­но­лят калия и уг­ле­кис­лый газ

Г) фе­но­лят калия и бромметан

2) фе­но­лят калия

4) ме­тил­фе­ни­ло­вый эфир

6) бен­зо­ат натрия

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам.

А Б В Г

A) Фенол и гид­рок­сид калия2) фе­но­лят калия.

Б) Фенол и калий2) фе­но­лят калия.

В) Фе­но­лят калия и уг­ле­кис­лый газ3) фенол.

Г) Фе­но­лят калия и бромметан4) ме­тил­фе­ни­ло­вый эфир.

Сильные окислители (перманганат калия, хромовая кислота) способны окислять фенолы. Реакция идет по пара-положению относительно ОН-группы, и образуются пара-хиноны, например:

Окисление перманганатом калия

Выполнение работы

Реактивы Исследуемые вещества (1 в-во): Вещества для холостого опыта (1 в-во)
карбонат натрия (5% р-р), перманганат калия (1% р-р). фенол, гидрохинон, a‑нафтол. бензойная кислота.

В двух пробирках растворяют по нескольку кристаллов исследуемых веществ в 0.5-1 мл воды: в одной – фенол и в другой – бензойную кислоту. В каждую пробирку добавляют равный объем 5%-го раствора карбоната натрия и далее по каплям при перемешивании 1%-ный раствор перманганата калия. В пробирке с фенолом наблюдают исчезновение малиновой окраски реагента и выпадение бурого осадка оксида марганца. В пробирке с бензойной кислотой малиновая окраска реагента не исчезает (холостой опыт)

Окисление хромовой кислотой

Выполнение работы

Реактивы Исследуемые вещества (1 в-во): Вещества для холостого опыта (1 в-во)
бихромат калия (5% р-р), серная кислота (конц.) фенол, гидрохинон, a‑нафтол. бензойная кислота.

В двух пробирках готовят хромовую смесь: к 2-5 каплям 5% раствора бихромата калия осторожно добавляют 2 капли концентрированной серной кислоты. Добавляют в одну пробирку 5 капель исследуемого фенола, а в другую – бензойную кислоту, встряхивая после добавления каждой капли. В пробирке с фенолом наблюдается переход оранжевой окраски в коричнево-зеленую (положительная проба). В случае отрицательного теста (в холостом опыте) раствор останется оранжевым.

РЕАКЦИИ ДИАЗОТИРОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ

ДИАЗОТИРОВАНИЕ АНИЛИНА

Выполнение работы

Реактивы Исследуемые вещества
соляная кислота (конц.), нитрит натрия (тв.) анилин

В небольшом стакане (емкостью 50-100 мл) смешивают 3 г анилина, 25 мл воды и 7 мл концентрированной соляной кислоты. Полученный прозрачный раствор гидрохлорида анилина охлаждают до 0°С, поместив стакан с опущенным в него термометром в смесь воды со снегом или толченым льдом.

Отдельно готовят в пробирке раствор 2,3 г нитрита натрия в 4-5 мл воды и медленно по каплям прибавляют его к охлажденному раствору гидрохлорида анилина, перемешивая смесь палочкой и продолжая охлаждать. Температура смеси в течение всей работы не должна подниматься выше 5-7°С, для этого время от времени вносят в смесь маленькие кусочки льда (всего до 10-12 г). Несмотря на сильнокислую реакцию, из смеси не выделяются окислы азота – продукты распада свободной азотистой кислоты. Через 5-6 минут, когда введено около половины раствора нитрита натрия, добавление временно прекращают и перемешивают смесь еще в течение 1-2 мин. Затем наносят каплю смеси на иодкрахмальную бумажку, и если она не окрашивается в синий цвет (отрицательная проба на свободную азотистую кислоту), добавляют еще порцию нитрита натрия и повторяют пробу с иодкрахмальной бумажкой. Так делают до тех пор, пока проба на свободную азотистую кислоту не станет положительной. Этот момент обычно наступает, когда почти весь раствор нитрита натрия уже введен в реакцию.

Полученный почти прозрачный раствор хлорида фенилдиазония до проведения опытов с ним (см. разд. 5.2) оставляют во льду.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9449 — | 7441 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

«>

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
Adblock detector