Densitatea benzenului la diferite temperaturi. Densitatea solvenților la diferite temperaturi. Exemple de rezolvare a problemelor

Proprietatea fluidului de lucru (alcoolul) în vid

Nomogramă pentru determinarea punctului de fierbere al substanțelor la presiune redusă.

punctul de fierbere al unei substanțe în vid se găsesc folosind o nomogramă (Fig. 76) pe continuarea unei linii drepte care leagă punctul de fierbere al acestei substanțe la presiunea atmosferică și valoarea presiunii reziduale.

Pentru calcule aproximative, puteți utiliza și regula generală: când presiunea este redusă la jumătate, punctul de fierbere al substanțelor scade cu aproximativ 15 ° C.

Diagrama punctului de fierbere sub presiune publicată de Maybridge Chemical Co., Ltd.

Pentru a aduce punctul de fierbere la o anumită presiune la 760 mm Hg. Art., Conectați valorile corespunzătoare pe scalele A și C cu o linie dreaptă. Valoarea dorită a punctului de fierbere este citită pe scala B. punctul de fierbere corespunzător presiunii selectate.

1 mm. rt. Artă. = 133,32 Pa = 1,3158 10-3 atm

Sursa :: Gordon A., Ford R. Chemist's Companion: Physicochemical Properties, Techniques, Bibliography. - M.: Mir, 1976 - 510 p.

Temperatura de fierbere, Punct de fierbere- temperatura la care fierbe lichidul sub presiune constantă. Punctul de fierbere corespunde temperaturii vaporilor saturați de deasupra suprafeței plane a lichidului de fierbere, deoarece lichidul în sine este întotdeauna oarecum supraîncălzit față de punctul de fierbere.

Conform ecuației Clapeyron - Clausius, punctul de fierbere crește odată cu creșterea presiunii, iar punctul de fierbere scade odată cu scăderea presiunii:

,
unde este punctul de fierbere la presiunea atmosferică, K,
- căldura specifică de vaporizare, J / kg,
- masa molară, kg / mol,
este o constantă universală de gaz.

Punctul limitat de fierbere este temperatura critică a substanței. Deci, punctul de fierbere al apei se va schimba pe Pământ în funcție de altitudine: de la 100 ° C la nivelul mării până la 69 ° C la vârful Everestului. Și cu o creștere și mai mare a altitudinii, va apărea un punct în care nu va mai fi posibil să se obțină apă lichidă: gheața și aburul vor trece direct unul în celălalt ocolind faza lichidă.

Punctul de fierbere al apei, în funcție de presiune, poate fi calculat destul de precis folosind formula:

, ,

unde presiunea este luată în MPa (variind de la 0,1 MPa la 22 MPa).

Constanta punctului de fierbere

Punctul de fierbere la presiunea atmosferică este de obicei dat ca una dintre principalele caracteristici fizico-chimice ale unei substanțe chimic pure.

Cu toate acestea, datele privind punctul de fierbere al substanțelor ultrapure, în special lichide organice precum eterul și benzenul, pot diferi semnificativ de datele tabulare obișnuite. Acest lucru se datorează formării asociaților care se pot acumula într-un lichid în absența apei, ca mediator pentru stabilirea unei stări de echilibru. Astfel, benzenul super-uscat poate fi supus distilării fracționate în intervalul 90-118 ° C.

Parametrii punctelor critice ale unor substanțe

Schimb de caldura

Proprietățile fizice ale alcoolului

Densitatea solvenților la diferite temperaturi

Sunt date valorile densității (g / cm 3) a celor mai frecvenți solvenți la diferite temperaturi.

Sinonim - metilbenzen... Lichid volatil mobil incolor, cu miros înțepător. Se amestecă în limite nelimitate cu hidrocarburi, mulți alcooli și eteri, în timp ce amestecarea toluenului cu apa este imposibilă. Dizolvă polimerii: polistiren la temperatura camerei, polietilenă la încălzire. Combustibil, arde cu funingine. Toluenul a fost mai întâi izolat din balsamul tolu, rășina cafenie, cu miros plăcut, a arborelui sud-american toluifera balsamum. De aici și numele - toluen. Acest balsam a fost folosit pentru prepararea substanțelor de tuse și în parfumerie. În prezent, toluenul este obținut din fracțiuni de petrol și gudron de cărbune sau în reformarea catalitică a fracțiunilor de benzină și piroliză. Se izolează prin extracție selectivă și rectificare ulterioară.
Toluenul de cărbune format în timpul cocsificării este extras din gazul de cocserie ca component al benzenului brut, supus tratamentului cu acid sulfuric (pentru a elimina compușii nesaturați și care conțin sulf) și se recuperează prin rectificare.
O cantitate semnificativă de toluen este obținută ca produs secundar în sinteza stirenului din benzen și etilenă.
Vaporii formează cu ușurință amestecuri explozive care sunt inflamabile chiar și prin scântei statice.

Aplicarea toluenului:

Toluenul este o materie primă valoroasă pentru sinteza organică, pentru producerea componentelor combustibilului cu motor octanic ridicat, pentru producerea de explozivi (trinitrotoluen), produse farmaceutice, coloranți și solvenți. Ca componentă principală, este o parte a solvenților amestecați (, R-4A, R-5A, R-12) utilizată pentru dizolvare la fabricarea și aplicarea de vopsele epoxidice, vinilice, acrilice, nitrocelulozice, cauciuc clorurate și lacuri. Reacțiile de oxidare sunt de importanță practică; ca rezultat al unei astfel de reacții, se obține acid benzoic. Pentru a obține acid benzoic, se folosește oxidarea toluenului cu aer sau oxigen atmosferic. Procesul se desfășoară fie în vapori, fie în fază lichidă. Procesele în fază lichidă din industrie sunt utilizate mai des.

Pericol pentru oameni:

Toluenul este un produs toxic (clasa de pericol - a treia). Vaporii de toluen la concentrații mari au un efect narcotic asupra oamenilor, provocând halucinații severe și stări disociative. Până în 1998, toluenul făcea parte din adezivul popular Moment, motiv pentru care era popular printre dependenții de droguri. Concentrațiile crescute de vapori de toluen au, de asemenea, un efect nociv asupra sistemului nervos uman, iritând pielea și membranele mucoase ale ochilor. Fiind o otravă extrem de toxică, afectează funcția hematopoiezei corpului. Rezultatul tulburărilor hematopoietice sunt boli precum cianoza, hipoxia. Există abuz de substanțe toluenice, care are simultan un efect cancerigen. Vaporii pătrund prin sistemul respirator sau pielea intactă, provoacă leziuni ale sistemului nervos (se observă letargie și perturbarea aparatului vestibular. Uneori aceste procese sunt ireversibile.
În aerul zonei de lucru, documentele de reglementare reglementează conținutul maxim admis de vapori:
- concentrație maximă o singură dată - 150 mg / m3;
- concentrația medie de deplasare - 50 mg / m3.
Este necesar să se lucreze cu toluen și solvenți pe baza acestuia în mănuși de cauciuc rezistente la efectul lor, întotdeauna sub tracțiune și într-o zonă bine ventilată.

Pericol de foc:

Foarte inflamabil. Toluenul este clasificat ca un lichid inflamabil 3,1 cu un punct de aprindere mai mic de +23 grade C. Evitați flăcările deschise, scânteile și fumatul. Un amestec de vapori de toluen cu aer este exploziv.
La operațiunile de încărcare și descărcare, trebuie respectate cu strictețe regulile de protecție împotriva electricității statice din industria chimică, petrochimică și de rafinare a petrolului. Spațiile industriale în care se desfășoară lucrări cu toluen trebuie să fie prevăzute cu ventilație de alimentare și evacuare și echipamente cu aspirație locală. În încăperile pentru depozitarea și utilizarea toluenului, este interzisă manipularea unei flăcări deschise, precum și utilizarea instrumentelor care degajă o scânteie la impact. Echipamentele electrice și iluminatul artificial trebuie să fie rezistente la explozii. Pentru stingerea toluenului, este necesar să se utilizeze ceață de apă, spumă chimică și aeromecanică. Stingătoarele manuale cu spumă sau dioxid de carbon sunt utilizate pentru stingerea incendiilor mici. Când toluenul este vărsat, neutralizarea se realizează prin umplerea cu nisip și luarea acestuia într-un loc special desemnat.

Toluenul sau, după o altă nomenclatură, metilbenzenul, este un lichid incolor cu o aromă ușor dulce, puternică caracteristică lacurilor și vopselelor, insolubil în apă. Aparține clasei de hidrocarburi aromatice (arene), substanțe cu un nucleu benzenic și o natură specială a legăturilor chimice, este cel mai simplu reprezentant al său, alături de benzen.

Densitatea și alte proprietăți ale toluenului

• Toluenul este o substanță inflamabilă, fumează puternic atunci când arde.
• Inhalarea vaporilor de toluen poate provoca intoxicație ușoară a medicamentelor.
• Mai puțin toxic decât benzenul, deoarece este excretat din organism, fiind transformat în acid benzoic în timpul oxidării.

• La fel ca alte hidrocarburi aromatice, toluenul este mai ușor decât apa și nu se dizolvă în ea.
• Să ne dizolvăm în alcooli, eter și acetonă.

• Structura toluenului este similară cu benzenul, cu excepția înlocuirii unui atom cu o grupare CH3.
• Intră în două tipuri de reacții chimice: cu participarea inelului benzenic sau cu participarea grupării metil.

Tabelul proprietăților fizice ale toluenului

Greutatea specifică a toluenului depinde de temperatura substanței. La 20 ° C

Aplicarea toluenului

Toluenul, benzenul și alte hidrocarburi aromatice sunt utilizate în producția de vopsele și lacuri, coloranți. Unele dintre ele sunt utilizate ca substanțe active fiziologic, de exemplu, în producția de produse de îngrijire a plantelor, în producția de medicamente. Toluenul este un solvent pentru mulți polimeri.

Un procent mare de toluen se găsește în solventul P-4. Amestecul include, pe lângă hidrocarburi aromatice (62% toluen), acetonă (26%) și acetat de butil (12%).

Este utilizat ca aditiv în benzinele cu conținut ridicat de octan. Poate fi o componentă a explozivilor. Este componenta principală a unor solvenți, un compus al unor tipuri de lacuri, cerneluri tipografice, un derivat al acidului benzoic și zaharinei.

Pericol pentru sanatate

Toluenul este periculos nu numai pentru sănătatea umană, ci și pentru mediu. Substanța pătrunde în corp prin porii pielii și ale căilor respiratorii. Expunerea pe termen lung și acumularea substanței nocive pot provoca boli grave ale sistemului nervos, de exemplu, encefalopatia. De asemenea, nociv este toluenul, la fel ca hidrocarburile aromatice similare, care afectează negativ sângele și organele hematopoietice.

Semne de otrăvire cu toluen: greață, amețeli, dezechilibru, inhibarea conștiinței și reacții. Otravirea pe termen lung și severă poate duce la consecințe ireversibile și la moarte. Toluenul este extrem de inflamabil.

Reguli de manipulare a toluenului:

• folosiți mănuși de cauciuc,
• aeriseste constant camera,
• nu inhalați vapori,
• nu folosiți flăcări deschise în locurile de muncă,
• depozitați într-un recipient bine închis, departe de sursele de căldură.

DEFINIȚIE

Toluen (metilbenzen)- un compus chimic de natură organică, un reprezentant al clasei de hidrocarburi aromatice, cel mai apropiat omolog al benzenului. Toluenul este un lichid incolor, insolubil în apă.

Combustibil, arde cu o flacără fumurie. Are un miros înțepător, precum și un efect narcotic ușor. Principalele constante fizice ale toluenului sunt date în tabel. 1. Se utilizează la producerea de explozivi, acid benzoic, zaharină, lacuri, cerneluri tipografice. Este utilizat ca aditiv la combustibilul pentru motoare ca componentă a benzinelor cu octanie mare.

Tabelul 1. Proprietățile fizice și densitatea toluenului.

Toluenul este cu două ordine de mărime mai puțin toxic decât benzenul, datorită faptului că este oxidat în acid benzoic și eliminat din organism. În toate cazurile, acolo unde este posibil, înlocuiți benzenul cu toluenul.

Compoziția chimică și structura moleculei de toluen

Compoziția chimică a moleculei de toluen poate fi reflectată folosind formula empirică C 6 H 5-CH 3. Radicalul metil este legat direct de inelul benzenic 7 Formula structurală a toluenului este după cum urmează:

Orez. 1. Structura moleculei de toluen.

Scurtă descriere a proprietăților chimice și a densității toluenului

Pentru toluen, ca și pentru toate hidrocarburile aromatice, sunt caracteristice reacțiile de substituție din inelul benzenic, care se desfășoară printr-un mecanism electrofil. Datorită prezenței unui radical metil în toluen, înlocuirea atomilor de hidrogen are loc cel mai adesea în poziția orto sau para:

Halogenare (toluenul interacționează cu clorul și bromul în prezența catalizatorilor - AlCl 3 anhidru, FeCl 3, AlBr 3)

C6H5-CH3 + Cl2 = C6H4CI-CH3 + HCI;

- nitrare (toluenul reacționează ușor cu un amestec de nitrare - un amestec de acizi nitric și sulfurici concentrați)

- alchilare conform Frieday-Crafts

C6H5-CH3 + CH3 -CH (CH3) -Cl = CH3-C6H4 -CH (CH3) -CH3 + HCI.

Reacțiile de adăugare la toluen duc la distrugerea sistemului aromatic și se desfășoară numai în condiții severe:

- hidrogenare (reacția are loc cu încălzirea, catalizatorul - Pt)

C6H5-CH3 + 3H2 = C6H11 -CH3.

Ca urmare a oxidării toluenului, se formează acid benzoic:

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O;

Reacția interacțiunii toluenului cu clorul în lumină duce la substituirea radicalului hidrocarbonat:

C6H5-CH3 + Cl2 = C6H5 -CH2CI + HCI.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

Acest standard se aplică toluenului petrolier obținut în procesul de reformare catalitică a fracțiunilor de benzină, precum și în piroliza produselor petroliere și destinat nevoilor economiei naționale ca materie primă pentru sinteza organică, aditivi cu conținut ridicat de octanici pentru combustibilii auto , un solvent și pentru export.

Formule: C 7 H 8 empirice

Greutatea moleculară relativă (în termeni de mase atomice internaționale 1985) - 92,14.

Cerințele obligatorii pentru calitatea produselor sunt stabilite în secțiunile 1 ,,,.

1. CERINȚE TEHNICE

1.1. Toluenul de petrol trebuie fabricat în conformitate cu cerințele prezentului standard pentru reglementările tehnologice aprobate în modul prescris.

(Ediție modificată, amendament nr. 4).

1.2... (Șters, Rev. № 4).

1.3. În ceea ce privește parametrii fizici și chimici, toluenul petrolier trebuie să îndeplinească cerințele și standardele specificate în tabel

Notă ... Atunci când se furnizează toluen de petrol pentru export, este permisă determinarea culorii conform GOST 29131-91 cu o normă de cel mult 20 de unități Hazen (scară platină-cobalt)

(Ediție modificată, Amendamente nr. 2, 4, 5).

2. CERINȚE DE SIGURANȚĂ

2.1. Petrolul toluen este un produs toxic din a treia clasă de pericol. Vaporii de toluen la concentrații mari acționează narcotic, au un efect dăunător asupra sistemului nervos și irită pielea și membranele mucoase ale ochilor.

(Ediție modificată, amendament nr. 4).

2.2. Concentrația maximă admisibilă de vapori de toluen în aerul zonei de lucru este stabilită la 150 mg / m 3 (maxim o dată) și 50 mg / m 3 (medie).

(Ediție modificată, amendament nr. 6).

Analiza mediului aerian se efectuează în conformitate cu liniile directoare pentru măsurarea concentrației de substanțe nocive în aerul zonei de lucru, aprobate de Ministerul Sănătății.

2.3. Toluenul din petrol este unul dintre produsele de incendiu și explozive, punctul de aprindere într-un creuzet închis este de 4 ° C, temperatura de autoinflamare este de 536 ° C, limitele de concentrație de aprindere a vaporilor de toluen amestecate cu aerul (în volum): mai mic-1,3 %, superior-6, 7%.

(Ediție modificată, amendament nr. 5).

2.4. Când lucrați cu toluen, este necesar să utilizați echipament de protecție individuală: o mască de gaz filtrantă cu o cutie de gradul A și BKF, ochelari de protecție, mănuși de cauciuc, salopetă în conformitate cu normele industriale standard aprobate în modul prescris, unguente și paste de protecție.

(Ediție modificată, amendament nr. 5).

2.5. La operațiunile de încărcare și descărcare, trebuie respectate cu strictețe regulile de protecție împotriva electricității statice din industria chimică, petrochimică și de rafinare a petrolului.

2.6. Spațiile industriale în care se desfășoară lucrări cu toluen trebuie să fie prevăzute cu ventilație de alimentare și evacuare și echipamente cu aspirație locală.

2.7. În încăperile pentru depozitarea și utilizarea toluenului, este interzisă manipularea unei flăcări deschise, precum și utilizarea instrumentelor care degajă o scânteie la impact. Echipamentele electrice și iluminatul artificial trebuie să fie rezistente la explozii.

2.8. Pentru stingerea toluenului, este necesar să se utilizeze ceață de apă, spumă chimică și aeromecanică.

Stingătoarele manuale cu spumă sau dioxid de carbon sunt utilizate pentru stingerea incendiilor mici.

(Ediție modificată, Rev. № 4, 5).

2.9. Când toluenul este vărsat, neutralizarea se realizează prin umplerea cu nisip și luarea acestuia într-un loc special desemnat.

3. REGULI DE ACCEPTARE

3.1. Toluenul petrolier este acceptat pe loturi. Un lot este considerat a fi orice cantitate de toluen care este uniformă în ceea ce privește indicatorii săi de calitate și însoțită de un singur document de calitate.

3.2. Dimensiunea probei - conform GOST 2517-85.

3.3. La primirea rezultatelor nesatisfăcătoare ale testului pentru cel puțin unul dintre indicatori, se efectuează teste repetate ale unui eșantion nou prelevat din același eșantion.

Rezultatele reevaluării se aplică întregului lot.

3.4. Limita de distilare este stabilită de producător o dată pe trimestru.

La furnizarea de toluen pentru export - pentru fiecare lot.

(Ediție modificată, Amendamente nr. 2, 4).

3.5. Indicele fracției de masă a impurităților pentru toluen utilizat ca aditiv pentru creșterea numărului octanic de combustibili pentru motoare nu este determinat.

3.6. Indicatorul fracției de masă a sulfului este determinat pentru toluenul de cea mai înaltă calitate, destinat producției de caprolactamă.

3.5; 3.6... (Introducere suplimentară, amendamentele nr. 2, 5).

4. METODE DE TESTARE

4.1. Probele de toluen sunt prelevate în conformitate cu GOST 2517-85. Pentru proba combinată se ia 1 DM3 toluen.

(Modificatediție, rev. Nr. 2).

4.2. Pe o cromatogramă tipică de toluen, vârfurile la n-nonan corespund hidrocarburilor non-aromatice, următorul vârf la benzen, vârfurile dincolo de toluen la hidrocarburile aromatice. C 8.

4.3. Densitatea toluenului, determinată de un hidrometru, la 20 ° C este calculată prin formula:

unde este densitatea toluenului testat la temperatura testată, g / cm3;

γ - corectarea temperaturii la densitate, care pentru toluen este egală cu 0,00093 g / cm 3 la 1 ° C în intervalul de temperatură de la minus 30 la plus 30 ° C;

t - temperatura de testare,° C

(Introducere suplimentară, amendamentul nr. 4).

5. AMBALARE, ETICHETARE, TRANSPORT ȘI DEPOZITARE

5.1. Ambalarea, marcarea, transportul și depozitarea toluenului petrolier - în conformitate cu GOST 1510-84.

5.2. Semn de pericol - în conformitate cu GOST 19433-88, clasa 3, subclasa 3.2, diavol. 3, cod de clasificare 3212, numărul de serie ONU 1294.

Pentru etichetarea produsului în timpul certificării obligatorii, se utilizează o marcă de conformitate conform documentelor de reglementare. Marca de conformitate este aplicată în documentația însoțitoare.

(Ediție modificată, amendament nr. 5).

6. GARANȚIILE FABRICANTULUI

6.1. Producătorul garantează conformitatea toluenului petrolier cu cerințele acestui standard, sub rezerva condițiilor de transport și depozitare.

6.2. Perioada de valabilitate garantată a toluenului de la data fabricației este de 6 ani.

(Ediție modificată, Amendamente nr. 2, 4).

DATE INFORMATIVE

1. DEZVOLTAT ȘI INTRODUIT de Ministerul Rafinării Petrolului și Industriei Petrochimice din URSS

DEZVOLTATORI

M.N. Yablochkin,Cand. chim. stiinte; F.N. Lisunov; A.V. Karaman, Cand. econom. științe (lideri de subiecte); Yu.I. Archakov, doctor tehnic. stiinte; V.L. Vorobiev, Cand. chim. stiinte; DE EXEMPLU. Korchunova; G.I. Kuzmina; ACESTEA. Kraeva.

2. APROBAT ȘI INTRODUIT ÎN VIGOARE prin Decretul Comitetului de Stat pentru Standarde al URSS din data de 13.03.78 nr. 2495

3. Standardul corespunde ST SEV 5476-86 în ceea ce privește aspectul, fracția de masă a toluenului și benzenului, culoarea acidului sulfuric, reacția de extract de apă pentru toluen de cea mai înaltă calitate și categorie de aspect, fracția de masă a toluenului, culoarea acidului sulfuric, apa reacție de extracție pentru toluen categorii de primă calitate și respectă standardul internațional ISO 5272-79 în ceea ce privește aspectul, densitatea, culoarea acidului sulfuric, fracția de masă a sulfului total, benzenul, hidrocarburile aromatice C 8, hidrocarburile non-aromatice pentru toluenul cea mai înaltă categorie de calitate și aspect, densitate, limită de distilare, culoare acid sulfuric, fracție de masă a benzenului și teste pe o placă de cupru pentru toluen din prima categorie de calitate.

4. ÎNLOCUI GOST 14710-69; GOST 5.961-71

5. DOCUMENTE DE REGLEMENTARE ȘI TEHNICE