Vzorec na spaľovanie benzénu. Chemické vlastnosti. Biologické účinky a toxikológia

PTSVSh (F) Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania

Oddelenie požiarnej bezpečnosti

Test

v odbore "Teória horenia a výbuchov"

Úloha č.1

Určte konkrétne teoretické množstvá a objem vzduchu potrebného na úplné spálenie benzénových pár. Podmienky, v ktorých sa vzduch nachádza, sú charakterizované teplotou Tb a tlakom Pb a benzénové pary teplotou Tg a tlakom Pg. Výsledky výpočtu vyjadrite v nasledujúcich jednotkách: ; ;;;

Vstupné údaje (N - číslo skupiny, n - počet podľa zoznamu študentov:

TV=300+(-1) N *2*N-(-1) n *0,2*n= 277,6 K

Рв=?103 = 95900 Pa;

Tg = 300° (a1) N = 2 = N = ( a1) n = 0,2 = 321,6 K;

Рr=?103 =79400 Pa.

С6Н6+7,5О2+7,5?3,76N2=6CO2+3pO+7,5?3,76N2+Qp (1),

kde Qр je teplo chemickej reakcie. Z tejto rovnice môžeme určiť stechiometrické koeficienty benzénu a molekulového kyslíka: Vg = 1, V0 = 7,5

2. Špecifické teoretické množstvo vzduchu - počet kilomólov vzduchu, ktoré sú potrebné na úplné spálenie jedného kilomolu benzénu, vypočítané podľa vzorca:

kde 4,76 je množstvo vzduchu obsahujúceho jednotkové množstvo kyslíka, = je pomer stechiometrických koeficientov molekulárneho kyslíka (Vo) a benzénu (Vg)

Nahradením hodnôt Vo a Vg do (d) dostaneme:

3. Objem vzduchu potrebný na úplné spálenie jedného kilomolu benzénu sa stanoví takto:

kde je objem jedného kilomolu vzduchu pri teplote Тb a tlaku Рв. Hodnota sa vypočíta pomocou vzorca

kde 22,4 je molárny objem plynu za normálnych podmienok, Po = 101325 Pa - normálny tlak, To = 273 K - normálna teplota.

Nahradením TV, To, Pv, Po do (5) dostaneme

Špecifický teoretický objem vzduchu sa vypočíta podľa vzorca (4):

4. Objem vzduchu potrebný na úplné spálenie jednotkového objemu plynného paliva sa určuje takto:

kde je objem jedného kilomolu paliva - benzénových pár pri teplote Tg a tlaku Pg. Zvažujem to

a dosadením (8) a (5) do (7) dostaneme nasledujúci výraz pre špecifický teoretický objem vzduchu:

Hodnotu tohto parametra spaľovacieho procesu vypočítame:

Objem vzduchu potrebný na úplné spálenie jedného kilogramu benzénu sa stanoví takto:

kde je molárna hmotnosť paliva - hmotnosť jedného kilomolu benzénu, vyjadrená v kilogramoch. Molárna hmotnosť benzénu sa číselne rovná jeho molekulovej hmotnosti, ktorá sa nachádza podľa vzorca:

Ac?nc+An?nn, УiAi?ni (11)

kde Ac a An sú atómové hmotnosti uhlíka a vodíka, nc a nn sú počty atómov uhlíka v molekule benzénu. Nahradením hodnôt Ac = 12, nc = 6, An = 1, nn = 6 dostaneme:

Špecifický teoretický objem vzduchu nájdeme dosadením hodnôt n do vzorca (10):

Výsledok výpočtu:

Úloha č.2

Určte konkrétne teoretické množstvo, objem a zloženie splodín horenia benzénu, ak je známy súčiniteľ prebytku vzduchu b, teplota Tp a tlak Pp splodín horenia, teplota Tg a tlak Pg benzénových pár. Výsledky výpočtu vyjadrite v mólových zlomkoch (percentách) a v týchto jednotkách: ; ;;

Počiatočné údaje:

x = 1,5 + (a1) N = 0,1 - N = (a1) n = 0,01 - n = 0,2;

Рп=?103 = 68400 Pa;

Тп=1600?(a1) N~20~N~(~1) n~2~n = 1816 K;

Tg = 273° (a1) N = 2 > N + ( a1) n = 0,2 x n = 295,4 K;

Рг=?103 = 111600 Pa;

roztoku (N = 11, n = 2).

1. Napíšme stechiometrickú rovnicu spaľovacej reakcie benzénu vo vzduchu:

C6H6 + 7,502 + 7,5 - 3,76 N2 = 6C02 + 3H20 + 7,5 - 3,76 N2 + Qp, (1)

kde Qp je teplo chemickej reakcie. Z tejto rovnice určíme nasledujúce stechiometrické koeficienty:

VC02=6, VpO=3, VC6H6=1, V02=7,5, VN2=7,5-3,76

2. Určte odhadované množstvo produktov spaľovania jedného kilomolu paliva:

Dosadením do (2) hodnôt stechiometrických koeficientov produktov spaľovania a paliva dostaneme:

3. Špecifické teoretické množstvo vzduchu - počet kilomólov vzduchu potrebného na úplné spálenie jedného kilomolu paliva, sa určí pomocou vzorca:

Kde 4,76 je množstvo vzduchu, ktoré obsahuje jednotkové množstvo kyslíka,

Pomer stechiometrických koeficientov molekulárneho kyslíka a benzénu.

Dosadením do (4) hodnôt V O2 = 7,5 a V C6H6 = 1 dostaneme:

4. Nadbytočné množstvo vzduchu na 1 Kmol paliva je určené výrazom:

benzénová para spaľovací vzduch

Nahradenie hodnôt do tohto výrazu

37,7(0,2-1)=30,16(7)

5. Celkové množstvo splodín horenia na jednotku množstva palivovej látky sa určí súčtom:

Po dosadení hodnôt dostaneme:

6. Molové podiely produktov spaľovania vyjadrené v percentách sa stanovujú takto:

Vo vzorcoch (9) pre molárne frakcie dusíka a kyslíka v produktoch spaľovania sú 0,79 a 0,21 molárne frakcie týchto látok vo vzduchu, ktorých prebytok vedie k zvýšeniu podielu dusíka a objaveniu sa kyslíka. v produktoch spaľovania.

7. Na určenie špecifických objemov a produktov spaľovania je potrebné vypočítať ich molárny objem - objem jedného kilomolu plynu za podmienok, v ktorých sa produkty nachádzajú:

kde 22,4 je objem jedného kilomolu plynu za normálnych podmienok, T 0 = 273 K je normálna teplota, Po = 101325 Pa je normálny tlak.

Nahradením hodnôt Po, To do (10) dostaneme:

Objem produktov, ktoré vznikajú pri spaľovaní jedného kilogramu paliva, bez zohľadnenia prebytočného vzduchu, sa vypočíta takto:

kde je molárna hmotnosť paliva - hmotnosť jedného kilomolu benzénu, vyjadrená v kilogramoch. Molárna hmotnosť benzénu sa vypočíta podľa vzorca:

kde Ac a An sú atómové hmotnosti uhlíka (12) a vodíka (1), n ​​​​a n n sú počty atómov uhlíka (6) a vodíka (6) v molekulách benzénu (C6H6).

Nahradením hodnôt a v (12) dostaneme

Prebytočný objem vzduchu na 1 kilogram paliva sa určuje takto:

kde je objem jedného kilomolu prebytočného vzduchu, ktorý je súčasťou produktov spaľovania. Keďže teplota a tlak prebytočného vzduchu zodpovedajú teplote a tlaku produktov spaľovania, potom = =220,7.

Nahradením tejto hodnoty, ako aj v (14), dostaneme:

Na výpočet špecifického objemu produktov úplného spaľovania paliva budeme predpokladať, že benzénové pary majú teplotu Tg pri tlaku:

kde je objem jedného kilomolu benzénových pár pri teplote Tg a tlaku Pg. Molárny objem paliva sa vypočíta podľa vzorca:

Nahradením výslednej hodnoty a takýchto hodnôt v (17) dostaneme:

Prebytočný objem vzduchu na meter kubický benzénových pár sa stanoví takto:

Nahradenie do (20) hodnôt = 30,16 , = a

dáva nasledujúci výsledok:

Celkový špecifický objem produktov spaľovania, berúc do úvahy prebytočný vzduch, je určený súčtom

Výsledok výpočtu:

X CO2 = %; X H20 = 4,4 %; XN2 = %; X O2 = 11,7 %

Podobné dokumenty

Výpočet koeficientu horľavosti nitrobenzénu C6H5NO2 a sírouhlíka CS2. Rovnica pre spaľovaciu reakciu propylacetátu vo vzduchu. Výpočet objemu vzduchu a produktov spaľovania pri spaľovaní horľavého plynu. Stanovenie bodu vzplanutia toluénu podľa vzorca V. Blinova.

test, pridané 04.08.2017


Výpočet objemu vzduchu a produktov spaľovania vznikajúcich pri spaľovaní látky. Rovnica pre spaľovaciu reakciu etylénglykolu vo vzduchu. Spaľovanie zmesi horľavých plynov. Výpočet teploty adiabatického spaľovania pre stechiometrickú zmes. Spaľovanie propanolu.

test, pridaný 17.10.2012


Typ spaľovania a jeho hlavné parametre. Chemická premena paliva a okysličovadla na produkty spaľovania. Rovnice materiálovej a tepelnej bilancie spaľovacej reakcie. Vplyv súčiniteľa prebytočného vzduchu na zloženie produktov spaľovania a teplotu spaľovania.

test, pridané 17.01.2013


Stanovenie objemu vzduchu potrebného na úplné spálenie jednotkovej hmotnosti horľavej látky. Zloženie produktov spaľovania na jednotku hmotnosti horľavej látky. Hranice šírenia plameňa plynu, pary, zmesí prachu a vzduchu. Tlak výbušného rozkladu.

kurzová práca, pridané 23.12.2013


Vypracovanie opatrení na predchádzanie vzniku požiarov a výbuchov, posúdenie podmienok na ich vznik a potlačenie. Pojem miery vyhorenia, spôsob jej stanovenia. Postup pri zostavovaní rovnice spaľovacej reakcie. Výpočet objemu vzduchu potrebného na spaľovanie.

kurzová práca, pridané 7.10.2014


Stanovenie zloženia produktov úplného spaľovania plynu. Výpočet teploty adiabatického spaľovania zmesi plynov pri konštantnom objeme a konštantnom tlaku. Kinetické konštanty reakcie samovznietenia zemného plynu. Hranica horľavosti plynnej zmesi.

kurzová práca, pridané 19.02.2014


Charakteristický priemyselné metódy alkylácia benzénu propylénom. Princípy alkylácie benzénu olefínmi v chemickej technológii. Problémy projektovania závodov na proces alkylácie benzénu. Popis technológie výrobného procesu.

práca, pridané 15.11.2010


Spaľovanie ako silný oxidačný proces. Druhy spaľovania: tlenie a spaľovanie plameňom. Výbuch ako špeciálny prípad horenia. Elektrické vlastnosti plameňa. Rôzne produkty spaľovania v dôsledku nedokonalého spaľovania paliva. Filtrácia dymu cez vodu.

vedecká práca, doplnené 29.07.2009


Stanovenie objemu vzduchu potrebného na úplné spálenie daného množstva propánu. Výpočet zmien entalpie, entropie a Gibbsovej energie s využitím dôsledkov Hessovho zákona. Definícia molárne hmotnosti ekvivalenty oxidačného činidla a redukčného činidla.

test, pridané 2.8.2012


Metódy stanovenia spotreby absorpčného oleja, koncentrácie benzénu v absorpčnom oleji opúšťajúcom absorbér. Výpočet priemeru a výšky naplneného absorbéra. Stanovenie potrebnej vykurovacej plochy v kocke kolóny a prietoku vykurovacej pary.

Fyzikálne vlastnosti

Benzén a jeho najbližšie homológy sú bezfarebné kvapaliny so špecifickým zápachom. Aromatické uhľovodíky sú ľahšie ako voda a nerozpúšťajú sa v nej, ale sú ľahko rozpustné v organických rozpúšťadlách - alkohol, éter, acetón.

Benzén a jeho homológy sú samy o sebe dobrými rozpúšťadlami pre mnohé organické látky. Všetky arény horia dymovým plameňom kvôli vysokému obsahu uhlíka v ich molekulách.

Fyzikálne vlastnosti niektorých arén sú uvedené v tabuľke.

Tabuľka. Fyzikálne vlastnosti niektorých arén

benzén – nízka teplota varu ( tbalík= 80,1°C), bezfarebná kvapalina, nerozpustná vo vode

Pozor! benzén – jed, pôsobí na obličky, mení zloženie krvi (pri dlhšej expozícii), môže narušiť štruktúru chromozómov.

Väčšina aromatických uhľovodíkov je životu nebezpečná a toxická.

Príprava arénov (benzén a jeho homológy)

V laboratóriu

1. Fúzia solí kyseliny benzoovej s pevnými zásadami

C6H5-COONa + NaOH t → C6H6 + Na2C03

Benzoát sodný

2. Wurtz-Fittingova reakcia: (tu G je halogén)

C 6H 5 -G + 2Na + R-G →C 6 H 5 - R + 2 NaG

S 6 H5-Cl + 2Na + CH3-Cl → C6H5-CH3 + 2NaCl

V priemysle

• izolované z ropy a uhlia frakčnou destiláciou a reformovaním;
• z uhoľného dechtu a koksárenského plynu

1. Dehydrocyklizácia alkánov s viac ako 6 atómami uhlíka:

C6H14 t , kat->C6H6 + 4H2

2. Trimerizácia acetylénu(iba pre benzén) – R. Zelinského:

3С 2 H 2 600°C, zák. uhlia→C6H6

3. Dehydrogenácia cyklohexán a jeho homológy:

Sovietsky akademik Nikolaj Dmitrievič Zelinskij zistil, že benzén vzniká z cyklohexánu (dehydrogenácia cykloalkánov

C6H12 t, kat->C6H6 + 3H2

C6H11-CH3 t , kat->C6H5-CH3 + 3H2

metylcyklohexán

4. Alkylácia benzénu(príprava benzénových homológov) – r Friedel-Crafts.

C6H6 + C2H5-Cl t, AICI3->C6H5-C2H5 + HCl

chlóretán etylbenzén

Chemické vlastnosti arénov

ja. OXIDAČNÉ REAKCIE

1. Spaľovanie (fajčiarsky plameň):

2C6H6 + 1502 t->12C02 + 6H20 + Q

2. Benzén at normálnych podmienkach neodfarbuje brómovú vodu a vodný roztok manganistan draselný

3. Benzénové homológy sú oxidované manganistanom draselným (odfarbujú manganistan draselný):

A) v kyslom prostredí na kyselinu benzoovú

Keď sú homológy benzénu vystavené manganistanu draselnému a iným silným oxidačným činidlám, bočné reťazce sa oxidujú. Bez ohľadu na to, aký zložitý je reťazec substituenta, je zničený, s výnimkou a-uhlíkového atómu, ktorý je oxidovaný na karboxylovú skupinu.

Homológy benzénu s jedným bočným reťazcom poskytujú kyselinu benzoovú:

Homológy obsahujúce dva bočné reťazce poskytujú dvojsýtne kyseliny:

5C6H5-C2H5 + 12KMnO4 + 18H2S04 → 5C6H5COOH + 5CO2 + 6K2S04 + 12MnS04 +28H20

5C6H5-CH3 + 6KMnO4 + 9H2S04 → 5C6H5COOH + 3K2S04 + 6MnS04 + 14H20

Zjednodušené :

C6H5-CH3+30 KMnO4→C6H5COOH + H20

B) v neutrálnych a mierne alkalických soliach kyseliny benzoovej

C6H5-CH3 + 2KMnO4 → C6H5COO K + KOH + 2Mn02 + H20

II. PRIDACIE REAKCIE (tvrdšie ako alkény)

1. Halogenácia

C6H6+3CI2 h ν → C6H6CI6 (hexachlórcyklohexán - hexachlóran)

2. Hydrogenácia

C6H6 + 3H2 t , PtaleboNi→C6H12 (cyklohexán)

3. Polymerizácia

III. SUBSTITUČNÉ REAKCIE - iónový mechanizmus (ľahší ako alkány)

1. Halogenácia -

a ) benzén

C6H6+Cl2 AlCl 3 → C6H5-Cl + HCl (chlórbenzén)

C6H6 + 6CI2 t,AlCl3->C6CI6 + 6HCl( hexachlórbenzén)

C6H6 + Br2 t,FeCl3→ C6H5-Br + HBr( brómbenzén)

b) benzénové homológy po ožiarení alebo zahrievaní

Chemické vlastnosti alkylových radikálov sú podobné alkánom. Atómy vodíka v nich sú nahradené halogénom mechanizmom voľných radikálov. Preto v neprítomnosti katalyzátora pri zahrievaní alebo UV ožiarení dochádza v postrannom reťazci k radikálovej substitučnej reakcii. Vplyv benzénového kruhu na alkylové substituenty vedie k tomu, že Atóm vodíka je vždy nahradený na atóme uhlíka priamo viazanom na benzénový kruh (a-atóm uhlíka).

1) C6H5-CH3 + Cl2 h ν → C6H5-CH2-Cl + HCl

c) homológy benzénu v prítomnosti katalyzátora

C6H5-CH3 + Cl2 AlCl 3 → (orta zmes, pár derivátov) +HCl

2. Nitrácia (kyselinou dusičnou)

C6H6 + HO-N02 t, H2S04->C6H5-N02 + H20

nitrobenzén - vôňa mandle!

2,4,6-trinitrotoluén (tol, TNT)

Aplikácia benzénu a jeho homológov

benzén C6H6 je dobré rozpúšťadlo. Benzén ako prísada zlepšuje kvalitu motorového paliva. Slúži ako surovina na výrobu mnohých aromatických organických zlúčenín - nitrobenzén C 6 H 5 NO 2 (rozpúšťadlo, z ktorého sa získava anilín), chlórbenzén C 6 H 5 Cl, fenol C 6 H 5 OH, styrén atď.

toluén C 6 H 5 –CH 3 – rozpúšťadlo, používané pri výrobe farbív, liečiv a výbušnín (TNT (TNT), alebo 2,4,6-trinitrotoluén TNT).

xylény C6H4(CH3)2. Technický xylén je zmesou troch izomérov ( orto-, meta- A pár-xylény) – používa sa ako rozpúšťadlo a východiskový produkt pri syntéze mnohých organických zlúčenín.

izopropylbenzén C6H5-CH(CH3)2 sa používa na výrobu fenolu a acetónu.

Chlórované deriváty benzénu používa sa na ochranu rastlín. Produktom nahradenia atómov H v benzéne atómami chlóru je teda hexachlórbenzén C 6 Cl 6 - fungicíd; používa sa na suché ošetrenie semien pšenice a raže proti sneťovine. Produktom adície chlóru do benzénu je hexachlórcyklohexán (hexachlóran) C 6 H 6 Cl 6 - insekticíd; používa sa na ničenie škodlivého hmyzu. Uvedené látky patria medzi pesticídy – chemické prostriedky na boj proti mikroorganizmom, rastlinám a živočíchom.

styrén C 6 H 5 – CH = CH 2 veľmi ľahko polymerizuje, pričom vzniká polystyrén a pri kopolymerizácii s butadiénom styrén-butadiénové kaučuky.

VIDEO ZÁŽITKY

Arény sú aromatické uhľovodíky obsahujúce jeden alebo viac benzénových kruhov. Benzénový kruh pozostáva zo 6 atómov uhlíka, medzi ktorými sa striedajú dvojité a jednoduché väzby.

Je dôležité poznamenať, že dvojité väzby v molekule benzénu nie sú pevné, ale neustále sa pohybujú v kruhu.

Arény sa tiež nazývajú aromatické uhľovodíky. Prvým členom homologického radu je benzén - C 6 H 6 . Všeobecný vzorec ich homologického radu je CnH2n-6.

Na dlhú dobuštruktúrny vzorec benzénu zostal záhadou. Vzorec navrhnutý Kekule s dvoma trojitými väzbami nemohol vysvetliť skutočnosť, že benzén nevstupuje do adičných reakcií. Ako bolo uvedené vyššie, podľa moderných konceptov sa dvojité väzby v molekule neustále pohybujú, takže je správnejšie ich nakresliť vo forme kruhu.

Vďaka dvojitým väzbám v molekule benzénu vzniká konjugácia. Všetky atómy uhlíka sú v stave hybridizácie sp2. Uhol väzby - 120°.

Nomenklatúra a izoméria arénov

Názvy arénov vznikajú pridaním názvov substituentov k hlavnému reťazcu - benzénovému kruhu: benzén, metylbenzén (toluén), etylbenzén, propylbenzén atď. Náhradníci sú ako obvykle zoradení v abecednom poradí. Ak je na benzénovom kruhu niekoľko substituentov, zvolí sa najkratšia cesta medzi nimi.

Arény sa vyznačujú štruktúrnou izomériou spojenou s polohou substituentov. Napríklad dva substituenty na benzénovom kruhu môžu byť umiestnené v rôznych polohách.

Poloha substituentov na benzénovom kruhu je pomenovaná na základe ich vzájomnej polohy. Označuje sa predponami orto-, meta- a ods. Nižšie nájdete mnemotechnické tipy na ich úspešné zapamätanie;)

Získavanie arén

Arény sa získavajú niekoľkými spôsobmi:

Chemické vlastnosti arénov

Arény sú aromatické uhľovodíky, ktoré obsahujú benzénový kruh s konjugovanými dvojitými väzbami. Táto funkcia sťažuje (a predsa je to možné!)

Pamätajte, že na rozdiel od iných nenasýtených zlúčenín, benzén a jeho homológy nezafarbujú brómovú vodu a roztok manganistanu draselného.

© Bellevich Jurij Sergejevič 2018-2020

Tento článok napísal Jurij Sergejevič Bellevič a je jeho duševným vlastníctvom. Kopírovanie, šírenie (vrátane kopírovania na iné stránky a zdroje na internete) alebo akékoľvek iné použitie informácií a predmetov bez predchádzajúceho súhlasu držiteľa autorských práv je trestné podľa zákona. Ak chcete získať materiály k článku a povolenie na ich použitie, kontaktujte nás

Prvou skupinou reakcií sú substitučné reakcie. Povedali sme, že arény nemajú viacnásobné väzby v štruktúre molekuly, ale obsahujú konjugovaný systém šiestich elektrónov, ktorý je veľmi stabilný a dáva dodatočnú silu benzénovému kruhu. Preto v chemické reakcie V prvom rade dochádza k nahradeniu atómov vodíka, a nie k deštrukcii benzénového kruhu.

So substitučnými reakciami sme sa už stretli, keď hovoríme o alkánoch, ale u nich tieto reakcie sledovali radikálny mechanizmus, zatiaľ čo arény sa vyznačujú iónovým mechanizmom substitučných reakcií.

najprv halogenácia chemických vlastností. Nahradenie atómu vodíka atómom halogénu, chlóru alebo brómu.

Reakcia prebieha pri zahrievaní a vždy za účasti katalyzátora. V prípade chlóru to môže byť chlorid hlinitý alebo chlorid železitý tri. Katalyzátor polarizuje molekulu halogénu, čo spôsobuje štiepenie heterolytických väzieb a produkciu iónov.

Chlór je kladne nabitý ión a reaguje s benzénom.

Ak k reakcii dôjde s brómom, potom je katalyzátorom bromid železitý alebo bromid hlinitý.

Je dôležité poznamenať, že reakcia prebieha s molekulárnym brómom a nie s brómovou vodou. Benzén nereaguje s brómovou vodou.

Halogenácia benzénových homológov má svoje vlastné charakteristiky. V molekule toluénu metylová skupina uľahčuje substitúciu v kruhu, zvyšuje sa reaktivita a reakcia prebieha za miernejších podmienok, teda pri teplote miestnosti.

Je dôležité poznamenať, že k substitúcii vždy dochádza v orto a para polohe, takže sa získa zmes izomérov.

Po druhé vlastnosti nitrácia benzénu, zavedenie nitroskupiny do benzénového kruhu.

Ťažká žltkastá kvapalina s vôňou horkých mandlí sa vytvorí nitrobenzén, takže reakcia môže byť kvalitatívna ako benzén. Na nitráciu sa používa nitračná zmes koncentrovanej kyseliny dusičnej a sírovej. Reakcia sa uskutočňuje zahrievaním.

Pripomínam, že na nitráciu alkánov v Konovalovovej reakcii bola použitá zriedená kyselina dusičná bez pridania kyseliny sírovej.

Pri nitrácii toluénu, ako aj pri halogenácii, vzniká zmes orto- a para-izomérov.

Po tretie vlastnosť alkylácia benzénu halogénalkánmi.

Táto reakcia umožňuje zavedenie uhľovodíkového radikálu do benzénového kruhu a možno ju považovať za metódu výroby benzénových homológov. Ako katalyzátor sa používa chlorid hlinitý, ktorý podporuje rozklad molekuly halogénalkánu na ióny. Potrebné je aj vykurovanie.

Po štvrté vlastnosť alkylácia benzénu s alkénmi.

Takto môžete získať napríklad kumén alebo etylbenzén. Katalyzátor chlorid hlinitý.

2. Adičné reakcie na benzén

Druhou skupinou reakcií sú adičné reakcie. Povedali sme, že tieto reakcie nie sú typické, ale sú možné za pomerne prísnych podmienok s deštrukciou pí-elektrónového oblaku a vytvorením šiestich sigma väzieb.

Po piate vlastnosť vo všeobecnom zozname hydrogenácia, pridanie vodíka.

Teplota, tlak, katalyzátor nikel alebo platina. Toluén môže reagovať rovnakým spôsobom.

Šiesty chlórovanie majetku. Upozorňujeme, že hovoríme konkrétne o interakcii s chlórom, pretože bróm do tejto reakcie nevstupuje.

Reakcia prebieha pod silným ultrafialovým žiarením. Vznikne hexachlórcyklohexán, iný názov pre hexachlóran, pevná látka.

Je dôležité si uvedomiť, že pre benzén nemožné adičné reakcie halogenovodíkov (hydrohalogenácia) a adícia vody (hydratácia).

3. Substitúcia v bočnom reťazci benzénových homológov

Tretia skupina reakcií sa týka iba homológov benzénu – ide o substitúciu v postrannom reťazci.

Siedmy vlastnosť vo všeobecnom zozname halogenácia na alfa atóme uhlíka v bočnom reťazci.

Reakcia nastáva pri zahriatí alebo ožiarení a vždy len na alfa uhlíku. Ako halogenácia pokračuje, druhý atóm halogénu sa vráti do polohy alfa.

4. Oxidácia homológov benzénu

Štvrtou skupinou reakcií je oxidácia.

Benzínový kruh je príliš silný, takže benzénový neoxiduje manganistan draselný neodfarbuje jeho roztok. Toto je veľmi dôležité mať na pamäti.

Ale homológy benzénu sa pri zahrievaní oxidujú okysleným roztokom manganistanu draselného. A toto je ôsma chemická vlastnosť.

Takto vzniká kyselina benzoová. Pozoruje sa odfarbenie roztoku. V tomto prípade, bez ohľadu na to, aký dlhý je uhlíkový reťazec substituenta, sa vždy po prvom atóme uhlíka pretrhne a alfa atóm sa oxiduje na karboxylovú skupinu za vzniku kyseliny benzoovej. Zvyšok molekuly sa oxiduje na zodpovedajúcu kyselinu alebo, ak je to len jeden atóm uhlíka, na oxid uhličitý.

Ak má homológ benzénu na aromatickom kruhu viac ako jeden uhľovodíkový substituent, oxidácia prebieha podľa rovnakých pravidiel - uhlík umiestnený v polohe alfa sa oxiduje.

Tento príklad produkuje dvojsýtnu aromatickú kyselinu nazývanú kyselina ftalová.

Zvlášť by som chcel poznamenať oxidáciu kuménu, izopropylbenzénu, vzdušným kyslíkom v prítomnosti kyseliny sírovej.

Ide o takzvanú kuménovú metódu výroby fenolu. Spravidla sa s touto reakciou stretávame vo veciach súvisiacich s výrobou fenolu. Toto je priemyselná metóda.

Deviaty spaľovanie majetku, úplná oxidácia kyslíkom. Benzén a jeho homológy horia na oxid uhličitý a vodu.

Napíšme rovnicu spaľovania benzénu vo všeobecnom tvare.

Podľa zákona o zachovaní hmotnosti by malo byť toľko atómov vľavo, koľko je atómov vpravo. Pretože pri chemických reakciách atómy nezmiznú, ale jednoducho sa zmení poradie väzieb medzi nimi. Takže molekúl oxidu uhličitého bude toľko, koľko je atómov uhlíka v molekule arénu, keďže molekula obsahuje jeden atóm uhlíka. To znamená n molekúl CO 2 . Molekúl vody bude dvakrát menej ako atómov vodíka, to znamená (2n-6)/2, čo znamená n-3.

Na ľavej a pravej strane je rovnaký počet atómov kyslíka. Vpravo sú 2n z oxidu uhličitého, pretože každá molekula má dva atómy kyslíka plus n-3 z vody, spolu 3n-3. Vľavo je rovnaký počet atómov kyslíka 3n-3, čo znamená, že molekúl je dvakrát menej, pretože molekula obsahuje dva atómy. To znamená (3n-3)/2 molekuly kyslíka.

Zostavili sme teda rovnicu pre spaľovanie homológov benzénu vo všeobecnej forme.