Плотность бензола при разных температурах. Удельный вес толуола. Опасность для здоровья

Синоним - метилбензол . Бесцветная подвижная летучая жидкость с резким запахом. Смешивается в неограниченных пределах с углеводородами, многими спиртами и эфирами, при этом смешивание толуола с водой невозможно. Растворяет полимеры: полистирол при комнатной температуре, полиэтилен при нагревании. Горюч, сгорает с выделением копоти. Толуол впервые был выделен из толуанского бальзама -- желтовато-коричневой, приятно пахнущей смолы южно-американского дерева toluifera balsamum. Отсюда название -- толуол. Этот бальзам применялся для приготовления средств от кашля и в парфюмерии. В настоящее время, толуол получают из нефтяных фракций и каменноугольной смолы или в процессах каталитического риформинга бензиновых фракций и пиролиза. Выделяется селективной экстракцией и последующей ректификацией.
Каменноугольный толуол, образующийся в процессе коксования, извлекают из коксового газа в виде компонента сырого бензола, подвергают сернокислотной очистке (для удаления непредельных и серосодержащих соединений) и выделяют ректификацией.
Значительное количество толуола получают как побочный продукт при синтезе стирола из бензола и этилена.
Пары легко образуют взрывоопасные смеси, воспламеняющиеся даже от искры статического электричества.

Применение толуола :

Толуол – это ценное сырье для органического синтеза, для производства компонентов моторных топлив с высоким октановым числом, для получения взрывчатых веществ (тринитротолуола), фармацевтических препаратов, красителей и растворителей. Как основной компонент входит в состав смесовых растворителей ( , Р-4А, Р-5А, Р-12), применяемых для растворения при изготовлении и нанесении эпоксидных, виниловых, акриловых, нитроцеллюлозных, хлоркаучуковых лакокрасочных материалов. Практическое значение имеют реакции окисления, в результате такой реакции получают бензойную кислоту. Для получения бензойной кислоты используют окисление толуола воздухом или кислородом воздуха. Процесс проводят или в паровой, или в жидкой фазе. Жидкофазные процессы в промышленности применяют чаше.

Опасность для человека:

Толуол – токсичный продукт (класс опасности – третий). Пары толуола при высоких концентрациях оказывают наркотическое воздействие на человека, вызывая сильные галлюцинации и диссоциативное состояние. До 1998 года толуол входил в состав популярного клея "Момент", из-за чего пользовался популярностью у токсикоманов. Повышенные концетрации паров толуола также оказывают вредное влияние на нервную систему человека, раздражающе действуют на кожу, а также на слизистые оболочки глаз. Являясь сильно токсичным ядом, он влияет на функцию кроветворения организма. Результатом нарушения кроветворения являются такие заболевания, как цианоз, гипоксия. Существует толуольная токсикомания, одновременно имеющая и канцерогенное влияние. Пары проникают через органы дыхания или неповрежденную кожу, вызывают поражение нервной системы (наблюдается заторможенность и нарушения работы вестибулярного аппарата. Иногда эти процессы необратимые.
В воздухе рабочей зоны нормативными документами регламентируется предельно допустимое содержание паров:
- максимально разовая концентрация – 150 мг/м3;
- среднесменная концентрация – 50 мг/м3.
Работать с толуолом и растворителями на его основе необходимо в стойких к их воздействию резиновых перчатках, обязательно под тягой и в хорошо проветриваемом помещении.

Пожарная опасность:

Сильно огнеопасно. Толуол относят к класу 3,1 ЛВЖ с температурой вспышки менее +23 град.С. Не допускать открытого огня, искр и курения. Смесь паров толуола с воздухом взрывоопасна.
При сливно-наливных операциях следует строго соблюдать правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Производственные помещения, в которых ведутся работы с толуолом, должны быть обеспечены приточно-вытяжной вентиляцией, а оборудование-местными отсосами. В помещениях для хранения и применения толуола запрещается обращение с открытым огнем, а также использование инструментов, дающих при ударе искру. Электрооборудование и искусственное освещение должно быть выполнено во взрывобезопасном исполнении. Для тушения толуола необходимо применять тонкораспыленную воду, химическую и воздушно-механическую пену. Для тушения небольших очагов горения применяют ручные пенные или углекислотные огнетушители. При разливе толуола обезвреживание производить засыпкой песком с выносом его в специально отведенное место.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Толуол (метилбензол) - химическое соединение органической природы, представитель класса ароматических углеводородов, ближайший гомолог бензола. Толуол - бесцветная жидкость, нерастворимая в воде.

Горюч, сгорает коптящим пламенем. Обладает резким запахом, а также слабовыраженным наркотическим действием. Основные физические константы толуола приведены в табл. 1. Применяется в производстве взрывчатых веществ, бензойной кислоты, сахарина, лаков, типографских красок. Он употребляется в качестве добавки к моторному топливу как компонент высокооктановых бензинов.

Таблица 1. Физические свойства и плотность толуола.

Толуол на два порядка менее токсичен, чем бензол, вследствие того что окисляется в бензойную кислоту и экскретируется из организма. Во всех случаях, где это возможно, следует производить замену бензола на толуол.

Химический состав и строение молекулы толуола

Химический состав молекулы толуола можно отразить с помощью эмпирической формулы C 6 H 5 -CH 3 . Радикал метил непосредственно связан с бензольным кольцом 7 Структурная формула толуола выглядит следующим образом:

Рис. 1. Строение молекулы толуола.

Краткое описание химических свойств и плотность толуола

Для толуола, как и для всех ароматических углеводородов характерны реакции замещения в бензольном кольце, которые протекают по электрофильному механизму. За счет наличия в составе толуола радикала метила, замещение атомов водорода чаще всего происходит в орто- или пара-положении:

Галогенирование (толуол взаимодействует с хлором и бромом в присутствии катализаторов - безводных AlCl 3 , FeCl 3 , AlBr 3)

C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 = C 6 H 4 Cl-CH 3 + HCl;

— нитрование (толуол легко реагирует с нитрующей смесью - смесь концентрированных азотной и серной кислот)

— алкилирование по Фридею-Крафтсу

C 6 H 5 -CH 3 + CH 3 -CH(CH 3)-Cl = CH 3 -C 6 H 4 -CH(CH 3)-CH 3 + HCl.

Реакции присоединения к толуолу приводят к разрушению ароматической системы и протекают только в жестких условиях:

— гидрирование (реакция протекает при нагревании, катализатор - Pt)

C 6 H 5 -CH 3 + 3H 2 = C 6 H 11 -CH 3 .

В результате окисления толуола образуется бензойная кислота:

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;

Реакция взаимодействия толуола с хлором на свету приводит к замещению в углеводородном радикале:

C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 = C 6 H 5 -CH 2 Cl + HCl.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Свойство рабочего тела(спирта) в вакууме

Номограмма дли определения температуры кипения веществ при пониженном давлении.

температуру кипения вещества в вакууме находят с помощью номограммы (рис. 76) на продолжении прямой линии, соединяющей температуру кипения этого вещества при атмосферном давлении и значение остаточного давления.

Для ориентировочных расчетов можно пользоваться также эмпирическим правилом: при снижении давления в два раза температура кипения веществ уменьшается примерно на 15 °С.

Диаграмма давление - температура кипения опубликована фирмой «Maybridge Chemical Со., Ltd.

Чтобы температуру кипения при определенном давлении привести к 760 мм рт. ст., соединяют прямой линией соответствующие значения на шкалах А и С. Искомую величину температуры кипения считывают по шкале В. Если затем соединить прямой найденное значение температуры кипения с каким-либо значением давления на шкале С, то точка пересечения ее со шкалой А даст приближенную температуру кипения, соответствующую выбранному давлению.

1 мм. рт. ст. = 133,32 Па = 1,3158·10-3 атм

Источник: : Гордон А., Форд Р. Спутник химика: физико-химические свойства, методики, библиография. - М.: Мир, 1976 - 510 с.

Температу́ра кипе́ния , точка кипения - температура, при которой происходит кипение жидкости, находящейся под постоянным давлением. Температура кипения соответствует температуре насыщенного пара над плоской поверхностью кипящей жидкости, так как сама жидкость всегда несколько перегрета относительно температуры кипения.

Согласно уравнению Клапейрона - Клаузиуса с ростом давления температура кипения увеличивается, а с уменьшением давления температура кипения соответственно уменьшается:

,
где - температура кипения при атмосферном давлении, K,
- удельная теплота испарения, Дж/кг,
- молярная масса, кг/моль,
- универсальная газовая постоянная.

Предельной температурой кипения является критическая температура вещества. Так температура кипения воды будет изменяться на Земле в зависимости от высоты: от 100 °C на уровне моря до 69 °C на вершинеЭвереста. А при ещё большем увеличении высоты возникнет точка, в которой будет уже невозможно получить жидкую воду: лёд и пар будут переходить непосредственно друг в друга минуя жидкую фазу.

Температура кипения воды в зависимости от давления может быть достаточно точно вычислена по формуле:

, ,

где давление берётся в МПа (в пределах от 0,1 МПа до 22 МПа).

Постоянство температуры кипения

Температура кипения при атмосферном давлении приводится обычно как одна из основных физико-химических характеристик химически чистого вещества.

Однако данные о температуре кипения сверхчистых веществ, в частности - таких органических жидкостей, как эфир и бензол, могут иметь существенные отличия от обычных табличных данных. Это связано с образованием ассоциатов, которые могут накапливаться в жидкости в отсутствие воды, как медиатора установления равновесного состояния. Так, сверхосушенный бензол может быть подвергнут фракционной перегонке в диапазоне 90-118 °C.

Параметры критических точек некоторых веществ

Теплообмен

Физические свойства спирта

Плотность растворителей при различной температуре

Приведены значения плотности (г/см 3) наиболее распространенных растворителей при различной температуре

Толуол, или следуя другой номенклатуре метилбензол, представляет собой бесцветную жидкость с немного сладковатым, характерным для лаков и красок сильным ароматом, нерастворим в воде. Относится к классу ароматических углеводородов (аренов), веществ с бензольным ядром и особым характером химсвязей, является его простейшим представителем наряду с бензолом.

Плотность и другие свойства толуола

• Толуол - горючее вещество, при горении сильно коптит.
• Вдыхание паров толуола может вызвать легкое наркотическое опьянение.
• Менее токсичен, чем бензол, так как выводится из организма, превращаясь в процессе окисления в бензойную кислоту.

• Как и другие ароматические углеводороды, толуол легче воды и в ней не растворяется.
• Растворим в спиртах, эфире и ацетоне.

• Строение толуола подобно бензолу, кроме замещения одного атома группой СН3.
• Вступает в два вида химических реакций: с участием бензольного кольца либо с участием метильной группы.

Таблица физических свойств толуола

Удельный вес толуола зависит от температуры вещества. При 20ºС

Применение толуола

Толуол, бензол и другие ароматические углеводороды используются в производстве лакокрасочной продукции, красителей. Некоторые из них применяются в качестве физиологически активных веществ, например, в производстве средств по уходу за растениями, при производстве медицинских препаратов. Толуол является растворителем большого количества полимеров.

Большое процентное содержание толуола находится в растворителе Р-4. В состав смеси входят кроме ароматических углеводородов (62% толуола), ацетон (26%) и бутилацетат (12%).

Используется в качестве добавки в высокооктановых бензинах. Может быть компонентом взрывчатых веществ. Является основным компонентов некоторых растворителей, составным некоторых видов лаков, типографских красок, производным бензойной кислоты и сахарина.

Опасность для здоровья

Толуол опасен не только для здоровья человека, но и для окружающей среды. Проникает вещество в организм через поры кожи и дыхательные пути. Длительное воздействие и накопление вредного вещества может вызвать серьезные заболевания нервной системы, например, энцефалопатию. Также пагубно толуол, как и подобные ароматические углеводороды, пагубно влияет на кровь и кроветворные органы.

Признаки отравления толуолом: тошнота, головокружение, нарушение равновесия, приторможенность сознания и реакций. Длительное и сильное отравление может привести к необратимым последствиям и летальному исходу. Толуол является легковоспламенимым веществом.

Правила работы с толуолом:

• использовать резиновые перчатки,
• постоянно проветривать помещение,
• не вдыхать пары,
• не использовать открытый огонь в местах работы,
• хранить в плотно закрытой таре вдали от источников тепла.

Настоящий стандарт распространяется на нефтяной толуол, получаемый в процессе каталитического риформинга бензиновых фракций, а также при пиролизе нефтяных продуктов и предназначенный для нужд народного хозяйства в качестве сырья для органического синтеза, высокооктановых добавок к моторным топливам, растворителя и для экспорта.

Формулы: эмпирическая С 7 Н 8

Относительная молекулярная масса (по международным атомным массам 1985 г.) - 92,14.

Обязательные требования к качеству продукции изложены в разделах 1, , , .

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Нефтяной толуол должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

(Измененная редакция, Изм. № 4).

1.2. (Исключен, Изм. № 4).

1.3. По физико-химическим показателям нефтяной толуол должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице

Примечание . При поставке нефтяного толуола на экспорт допускается определятьцвет по ГОСТ 29131-91 с нормой не более 20 единиц Хазена (платинокобальтовая шкала)

(Измененная редакция, Изм. № 2, 4, 5).

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1. Нефтяной толуол относится к числу токсичных продуктов третьего класса опасности. Пары толуола при высоких концентрациях действуют наркотически, вредно влияют на нервную систему, оказывают раздражающее действие на кожу и слизистую оболочку глаз.

(Измененная редакция, Изм. № 4).

2.2. Предельно допустимая концентрация паров толуола в воздухе рабочей зоны установлена 150 мг/м 3 (максимально разовая) и 50 мг/м 3 (среднесменная).

(Измененная редакция, Изм. № 6).

Анализ воздушной среды проводят в соответствии с методическими указаниями по измерению концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, утвержденными Министерством здравоохранения.

2.3. Нефтяной толуол относится к числу пожаро-, взрывоопасных продуктов, температура вспышки в закрытом тигле 4°С, температура самовоспламенения 536°С, концентрационные пределы воспламенения паров толуола в смеси с воздухом (по объему): нижний-1,3 %, верхний-6,7 %.

(Измененная редакция, Изм. № 5).

2.4. При работе с толуолом необходимо применять индивидуальные средства защиты: фильтрующий противогаз с коробкой марки А и БКФ, защитные очки, резиновые перчатки, спецодежду в соответствии с типовыми отраслевыми нормами, утвержденными в установленном порядке, защитные мази и пасты.

(Измененная редакция, Изм. № 5).

2.5. При сливно-наливных операциях следует строго соблюдать правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

2.6. Производственные помещения, в которых ведутся работы с толуолом, должны быть обеспечены приточно-вытяжной вентиляцией, а оборудование-местными отсосами.

2.7. В помещениях для хранения и применения толуола запрещается обращение с открытым огнем, а также использование инструментов, дающих при ударе искру. Электрооборудование и искусственное освещение должно быть выполнено во взрывобезопасном исполнении.

2.8. Для тушения толуола необходимо применять тонкораспыленную воду, химическую и воздушно-механическую пену.

Для тушения небольших очагов горения применяют ручные пенные или углекислотные огнетушители.

(Измененная редакция, Изм. № 4, 5).

2.9. При разливе толуола обезвреживание производить засыпкой песком с выносом его в специально отведенное место.

3. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

3.1. Нефтяной толуол принимают партиями. Партией считают любое количество толуола, однородного по своим показателям качества и сопровождаемого одним документом о качестве.

3.2. Объем выборки - по ГОСТ 2517-85 .

3.3. При получении неудовлетворительных результатов испытания хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания вновь отобранной пробы той же выборки.

Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

3.4. Показатель пределов перегонки определяет изготовитель один раз в квартал.

При поставке толуола на экспорт - для каждой партии.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 4).

3.5. Показатель массовой доли примесей для толуола, используемого в качестве добавки для повышения октанового числа моторных топлив, не определяют.

3.6. Показатель массовой доли серы определяют для толуола высшего сорта, предназначенного для производства капролактама.

3.5; 3.6. (Введены дополнительно, Изм. № 2, 5).

4. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Пробы толуола отбирают по ГОСТ 2517-85 . Для объединенной пробы берут 1 дм 3 толуола.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.2. На типовой хроматограмме толуола пики до «н-нонана соответствуют неароматическим углеводородам, следующий пик-бензолу, пики, выходящие за толуолом, - ароматическим C 8 .

4.3. Плотность толуола, определяемую ареометром, при 20°С вычисляют по формуле:

где -плотность испытуемого толуола при температуре испытания, г/см 3 ;

γ - температурная поправка к плотности, которая для толуола равна 0,00093 г/см 3 на 1°С в интервале температур от минус 30 до плюс 30°С;

t - температура испытания, ° С.

(Введен дополнительно, Изм. № 4).

5. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

5.1. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение нефтяного толуола - по ГОСТ 1510-84 .

5.2. Знак опасности - по ГОСТ 19433-88 , класс 3, подкласс 3.2, черт. 3, классификационный шифр 3212, серийный номер ООН 1294.

Для маркировки продукции при обязательной сертификации используется знак соответствия по нормативной документации. Знак соответствия проставляется в сопроводительной документации.

(Измененная редакция, Изм. № 5).

6. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

6.1. Изготовитель гарантирует соответствие нефтяного толуола требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения.

6.2. Гарантийный срок хранения толуола со дня изготовления - 6 лет.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 4).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

М.Н. Яблочкина, канд. хим. наук; Ф.Н. Лисунов; А.В. Караман, канд. экон. наук (руководители темы); Ю.И. Арчаков, доктор техн. наук; В.Л. Воробьев, канд. хим. наук; Е.Г. Корчунова; Г.И. Кузьмина; Т.Е. Краева.

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13.09.78 № 2495

3. Стандарт соответствует СТ СЭВ 5476-86 в части внешнего вида, массовой доли толуола и бензола, окраски серной кислоты, реакции водной вытяжки для толуола высшей категории качества и внешнего вида, массовой доли толуола, окраски серной кислоты, реакции водной вытяжки для толуола первой категории качества и соответствует международному стандарту ИСО 5272-79 в части внешнего вида, плотности, окраски серной кислоты, массовой доли общей серы, бензола, ароматических углеводородов С 8 , неароматических углеводородов для толуола высшей категории качества и внешнего вида, плотности, предела перегонки, окраски серной кислоты, массовой доли бензола и испытания на медной пластинке для толуола первой категории качества.

4. ВЗАМЕН ГОСТ 14710-69; ГОСТ 5.961-71

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения

Напечатать Похожие записи: Что такое IQ и как его измеряют? Воздушно-десантные войска россии Вдв российской федерации Портфолио студента: что это такое и как его оформить Поет зима аукает Сергей есенин идет зима аукает Перечень документов для поступления в вуз Литература Русский язык Опыт Филология История Портреты Естествознание Педагогика Иконография Искусство Теология Новые или популярные Энциклопедия сказочных героев: "Золушка" Золушка краткое содержание для читательского дневника Поток вектора электрической индукции Группа красногорское удмуртия Что значит обж. Что такое ОБЖ? Расшифровка предмета в школе. Когда родители становятся врагами Пиротехнический состав для получения кислорода Лента мебиуса - удивительное открытие