Aromatski ogljikovodiki: vsi okoli njih

Kemija je zelo zanimiva znanost. Raziskuje vse snovi, ki obstajajo v naravi, in veliko od njih. Razdeljeni so na anorganske in organske. V tem članku obravnavamo aromatske ogljikovodike, ki pripadajo slednji skupini.

Kaj je to?

To je organske snovi ki so sestavljeni iz ene ali več benzenskih jeder - stabilne strukture šestih atomov ogljika, povezanih v mnogokotnik. Te kemične spojine imajo poseben vonj, ki ga je mogoče razumeti iz njihovega imena. Ogljikovodiki te skupine so ciklični, v nasprotju z alkani, alkini itd.

Aromatski ogljikovodiki. Benzen

To je najpreprostejša kemična spojina iz te skupine snovi. Sestava njenih molekul je sestavljena iz šestih ogljikovih atomov in enake količine vodika. Vsi drugi aromatski ogljikovodiki so derivati ​​benzena in se lahko pridobijo z njegovo uporabo. Ta snov v normalnih pogojih je v tekočem stanju, je brezbarvna, ima poseben sladki vonj, ne raztopi v vodi. Kuhamo jo pri temperaturi +80 stopinj Celzija in zamrznemo pri +5.

Kemijske lastnosti benzena in drugih aromatskih ogljikovodikov

Prva stvar, ki jo je treba iskati, je halogenacija in nitracija.

Nadomestne reakcije

Prva je halogenacija. V tem primeru je za kemijsko interakcijo potrebno uporabiti katalizator, in sicer železov triklorid. Torej, če klor (Cl ₂ ) dodamo benzenu (C6H6), dobimo klorobenzen (C6H5Cl) in klorovodik (HCl), ki se sprošča kot čisti plin z močnim vonjem. To je posledica te reakcije, da je en vodikov atom nadomeščen z atomom klora. Enako se lahko zgodi, kadar se benzenu dodajo drugi halogeni (jod, brom itd.). Druga reakcija substitucije - nitriranje - sledi podobnemu načelu. Tukaj koncentrirana raztopina deluje kot katalizator. žveplove kisline. Za to vrsto kemična reakcija v benzen je treba dodati tudi koncentrirano dušikovo kislino (HNO ₃ ), zaradi česar nastanejo nitrobenzen (C6H5NO2) in voda. V tem primeru je vodikov atom nadomeščen s skupino dušikovega atoma in dvema oksigenatoma.

Reakcije združevanja

To je druga vrsta kemijskih interakcij, v katere lahko vstopijo aromatski ogljikovodiki. Obstajajo tudi dve vrsti: halogeniranje in hidrogeniranje. Prvi se pojavlja le v prisotnosti sončne energije, ki deluje kot katalizator. Za izvedbo te reakcije je treba benzenu dodati tudi klor, vendar v večjih količinah kot za substitucijo. Za eno molekulo benzena je treba upoštevati tri klor. Zato dobimo heksaklorocikloheksan (C6H6Cl6), kar pomeni, da bo na obstoječe atome pritrjen tudi šest kloridov.

Hidrogeniranje poteka samo v prisotnosti niklja. V ta namen zmešamo benzen in vodik (H ₂ ). Deleži so enaki kot v prejšnji reakciji. Tako nastane cikloheksan (C6H12). V to vrsto reakcije lahko vstopijo tudi vsi drugi aromatski ogljikovodiki. Pojavljajo se po enakem principu kot pri benzenu, le z oblikovanjem bolj kompleksnih snovi.

Prejemanje kemikalij iz te skupine

Začnimo vse z benzenom. Dobimo ga lahko z reagentom, kot je acetilen (C2H2). Od treh molekul dane snovi, pod vplivom visoke temperature in katalizatorja, nastane ena molekula želene kemične spojine.

Tudi benzen in nekatere druge aromatske ogljikovodike lahko izločimo iz premogovega katrana, ki nastane med proizvodnjo metalurškega koksa. Toluen, o-ksilen, m-ksilen, fenantren, naftalen, antracen, fluoren, krizen, difenil in druge je mogoče pripisati tistim, ki jih dobimo na ta način. Poleg tega se snovi iz te skupine pogosto pridobivajo iz naftnih derivatov.

Katere so različne kemične spojine tega razreda?

Stiren je brezbarvna tekočina s prijetnim vonjem, rahlo topna v vrelišče vode je +145 stopinj Celzija. Naftalen je kristalinična snov, ki je tudi malo topna v vodi, topi se pri temperaturi +80 stopinj in vre pri +217 ° C. V normalnih pogojih je antracen predstavljen tudi v obliki kristalov, vendar ni več brezbarven, ampak rumene barve. Ta snov ni topna v vodi ali organskih topilih. Tališče - +216 stopinj Celzija, vrelišče - +342. Fenantren je videti kot bleščeči kristali, ki se raztopijo samo v organskih topilih. Tališče - +101 stopinj, vrelišče - +340 stopinj. Fluorene, kot že ime pove, so sposobne fluorescence. To je, tako kot mnoge druge snovi iz te skupine, brezbarvni kristali, netopni v vodi. Tališče - +116, vrelišče - +294.

Uporaba aromatskih ogljikovodikov

Benzen se uporablja pri proizvodnji barvil kot surovine. Uporablja se tudi pri pripravi eksplozivov, pesticidov in nekaterih zdravil. Stiren se uporablja pri proizvodnji polistirena (pene) z uporabo polimerizacije izvirne snovi. Slednji se pogosto uporablja v gradbeništvu: kot toplotna in zvočna izolacija, električni izolacijski material. Naftalen, tako kot benzen, sodeluje pri proizvodnji pesticidov, barvil in zdravil. Poleg tega se v kemični industriji uporablja za proizvodnjo mnogih organske spojine. Antracen se uporablja tudi pri izdelavi barvil. Fluoren igra vlogo polimernega stabilizatorja. Fenantren, tako kot prejšnja snov in številni drugi aromatski ogljikovodiki, je ena od sestavin barvil. Toluen se pogosto uporablja v kemični industriji za pridobivanje organskih snovi, pa tudi za proizvodnjo eksplozivov.

Karakterizacija in uporaba snovi, ki jih proizvajajo aromatski ogljikovodiki

To vključuje predvsem izdelke obravnavanih kemičnih reakcij benzena. Klorobenzen je na primer organsko topilo, uporablja pa se tudi pri proizvodnji fenola, pesticidov, organskih snovi. Nitrobenzen je sestavni del polirnih sredstev za kovine, se uporablja pri izdelavi nekaterih barv in okusov in lahko igra vlogo topila in oksidanta. Heksaklorocikloheksan se uporablja kot strup za nadzor insektov, kot tudi v kemični industriji. Cikloheksan se uporablja pri proizvodnji barv in lakov pri pripravi številnih organskih spojin v farmacevtski industriji.

Zaključek

Po branju tega članka lahko ugotovimo, da imajo vsi aromatski ogljikovodiki enako kemijsko strukturo, ki omogoča njihovo združevanje v en razred spojin. Poleg tega so njihove fizikalne in kemijske lastnosti precej podobne. Videz, vrelišča in tališča vseh kemikalij te skupine se ne razlikujejo veliko. Številni aromatski ogljikovodiki se uporabljajo v istih panogah. Snovi, ki jih je mogoče dobiti zaradi reakcij halogeniranja, nitriranja in hidrogeniranja, imajo podobne lastnosti in se uporabljajo za podobne namene.