Benzen là gì? Tính chất, điều chế, ứng dụng của Benzen

1. Benzen là gì?

 Benzen là gì?

Benzen, có công thức hóa học C6H6, là một hợp chất hữu cơ đặc trưng với cấu trúc gồm 6 nguyên tử cacbon. Chúng được nối với nhau trong một mặt phẳng và mỗi nguyên tử cacbon có một nguyên tử hydro gắn vào. Benzen được phát hiện năm 1825 do nhà vật lý người Anh Michael Faraday.

Benzen có thể hình thành tự nhiên trong môi trường như qua quá trình núi lửa hoặc cháy rừng, nhưng cũng thường được sản xuất công nghiệp từ than đá và dầu mỏ.

Benzen có tính độc và được biết đến là chất gây ung thư trong tự nhiên.

2. Tính chất lý, hóa tiêu biểu của Benzen là gì?

Tính chất lý, hóa tiêu biểu của Benzen là gì?

Tiếp theo mời bạn đọc cùng tìm hiểu tiếp các tính chất vật lý và tính chất hóa học nổi bật của benzen ngay dưới đây.

Tính chất vật lý tiêu biểu của Benzen

Benzen (C6H6) là một chất lỏng vô màu, nhẹ hơn nước và không hòa tan trong nước. Đây là một thành phần tự nhiên của dầu thô và thuộc vào nhóm các hợp chất dầu cơ bản. Benzen có khả năng hòa tan nhiều loại chất, bao gồm dầu ăn, cao su, nến, và iot, cũng như nhiều dung môi hữu cơ khác. Nó cũng là một chất độc và dễ cháy.

• Khối lượng riêng: 0,8786 kg/m3

• Nhiệt độ nóng chảy: 5.5 độ C

• Nhiệt độ sôi: 80.1 độ C

• Khối lượng phân tử của Benzen là: 78,11 g/mol

• Phân loại: Hydrocarbon, Hiđrocacbon thơm

• Benzen hòa tan trong: Acid acetic, Aceton, Chloroform, Carbon tetrachloride, Diethyl ether

Tính chất hóa học tiêu biểu của Benzen

Tính chất hóa học của Benzen bao gồm các phản ứng đặc trưng như phản ứng thế, phản ứng cháy, và phản ứng cộng.

• Phản ứng thế: Benzen tác động với halogen nguyên chất trong điều kiện nhiệt độ thường, với sự có mặt của sắt như xúc tác:

C₆H₆ + Br₂ → C₆H₅Br + HBr

• Phản ứng nitro hoá: Benzen phản ứng với axit nitric đặc, có sự xúc tác của nhiệt độ và axit sulfuric đặc:

C₆H₆ + HO−NO₂ → C₆H₅−NO₂ + H₂O

• Phản ứng cháy: Benzen, giống như các hiđrocacbon khác, cháy trong oxy để tạo ra khí CO₂ và hơi nước. Khi Benzen cháy trong không khí, sẽ tạo ra CO₂, hơi nước và tro than.

2C₆H₆ + 15O2 (nhiệt độ) → 12CO₂ + 6H₂O

• Phản ứng cộng: Benzen không thể tham gia vào phản ứng cộng với Br2 như C₂H₄ và khí axetilen (C₂H₂).

• Tuy nhiên, ở nhiệt độ và điều kiện xúc tác thích hợp, C6H6 có thể tham gia vào phản ứng cộng với một số chất như khí hydro, ...

C₆H₆ + 3H₂ (t, Ni) → C₆H₁₂

3. Cách điều chế ra benzen là gì?

Cách điều chế ra benzen là gì?

Trên thực tế, hiện nay có rất nhiều phương pháp để điều chế Benzen, cụ thể như:

Điều chế ra Benzen từ axetilen ở mức nhiệt độ là 600 độ:

C₃CH=CH → C₆H₆

Tạo ra Benzen từ axit benzoic:

C₆H₅COOH + NaOH → C₆H₆ + Na₂CO₃

Điều chế ra Benzen từ chưng cất nhựa của than đá.

Điều chế Benzen từ cyclohexan sử dụng chất xúc tác là Pt và đun nóng:

C₆H₁₂ → C₆H₆ + 3H₂

Điều chế Benzen từ n-hexan với sự có mặt của xúc tác và đun nóng:

C6H₁₄ → C₆H₆ + 4H₂

4. Ứng dụng quan trọng của Benzen trong đời sống quanh ta

 Ứng dụng quan trọng của Benzen trong đời sống quanh ta

Benzen có nhiều ứng dụng trong ngành sản xuất và công nghiệp hóa học, cụ thể như:

• Dung môi công nghiệp: 

Benzen thường được sử dụng như một dung môi trong công nghiệp hóa chất và dược phẩm. Nó làm dung môi cho nhiều phản ứng hóa học quan trọng.

• Benzen làm nguyên liệu và các chất trung gian: 

Benzen là nguyên liệu chính để sản xuất các hợp chất hữu cơ khác, bao gồm cumene, cyclohexane, etylbenzen và nitrobenzene.

• Sản xuất hóa chất: 

Benzen được sử dụng để điều chế phenol và anilin, các hợp chất quan trọng được sử dụng trong ngành sản xuất thuốc nhuộm và chất tẩy rửa.

• Cao su và polymers: 

Benzen tham gia vào quá trình tổng hợp monome trong sản xuất cao su và polymers, bao gồm cả những loại cao su tổng hợp và nhựa.

• Chất tẩy rửa và dầu mỡ: 

Benzen cũng được sử dụng trong sản xuất các chất tẩy rửa, bôi trơn, và trong các ứng dụng liên quan đến dầu mỡ, như tẩy dầu mỡ cho sợi, vải, len, dạ, giặt khô, tấm kim loại, và dụng cụ.

• Nhiên liệu: 

Benzen có thể được sử dụng làm một thành phần trong xăng để tăng chỉ số octan, cải thiện khả năng chống động cơ kèm nén và tăng hiệu suất của động cơ.

5. Benzen gây độc như thế nào tới sức khỏe con người?

Benzen gây độc như thế nào tới sức khỏe con người?

Benzen là một trong 20 hợp chất phổ biến nhất được sử dụng trong cuộc sống con người, nhưng nó cũng thuộc danh sách các chất được công nhận có khả năng gây ung thư cho con người. Tiếp xúc với benzen có thể gây ra những tác động độc hại cho sức khỏe như:

Nhiễm độc cấp tính:

Tổn thương da và mắt: Tiếp xúc da với benzen có thể gây khô da, ngứa và viêm da đỏ. Nếu tiếp xúc mắt, nó có thể gây tổn thương giác mạc và gây đau và viêm nặng ở mắt. Hít phải hoặc nuốt phải benzen ở nồng độ cao có thể gây tử vong. Triệu chứng có thể biểu hiện từ nhẹ đến nặng tùy thuộc vào nồng độ và thời gian tiếp xúc.

Nhiễm độc mãn tính:

Nếu tiếp xúc với benzen hoặc các dẫn xuất của benzen trong môi trường làm việc với nồng độ vượt quá giới hạn an toàn, nhiễm độc mãn tính có thể xảy ra.  Khi bị nhiễm Benzen mãn tính, có thể trải qua các giai đoạn khác nhau:

• Giai đoạn khởi phát: Bao gồm các triệu chứng như rối loạn tiêu hóa, rối loạn thần kinh và rối loạn huyết học.

• Thời kỳ toàn phát: Xuất huyết có thể xảy ra do giòn mao mạch, thiếu máu, và giảm bạch cầu. Bệnh có thể làm ảnh hưởng đến nhiều tế bào và cơ quan trong cơ thể, bao gồm gan, thận, lách, màng não và não.

• Vô sinh: Benzen có thể gây teo buồng trứng ở phụ nữ, gây rối loạn kinh nguyệt và vô sinh. Đối với nam giới, nó có thể gây biến dạng hoặc giảm chất lượng tinh trùng.

Nhiễm độc benzen là một tình trạng nguy hiểm, và ngay cả khi không tiếp tục tiếp xúc với chất này, nó có thể tiếp tục gây hại do benzen lưu giữ trong các mô mỡ, đặc biệt là tủy xương. Hồi phục sau nhiễm độc benzen có thể kéo dài và bệnh có thể tái phát. Đối với phụ nữ mang thai, nó cũng có thể gây sảy thai hoặc đẻ non.

6. Con đường lây nhiễm chất benzen

Con đường lây nhiễm chất benzen
 

Nhiễm độc benzen có thể xảy ra qua một số con đường khác nhau. Ngoài trời, mọi người có thể tiếp xúc với một lượng nhỏ benzen từ khói xe cộ hoặc khói thuốc lá (50% số người nhiễm benzen xuất phát từ khói thuốc lá).

Tuy nhiên, trong môi trường trong nhà, nguy cơ nhiễm độc benzen tăng lên đáng kể vì benzen có thể tìm thấy trong nhiều vật liệu như cao su, nhựa, keo dán, sơn, và vecni.

Benzen có thể tiếp tục xâm nhập vào cơ thể con người thông qua các cách sau:

• Tiêu hóa: 

Benzen có thể nhiễm vào cơ thể khi người ta ăn uống thực phẩm hoặc uống nước bị nhiễm độc từ các nguồn nước bị ô nhiễm do rò rỉ từ bồn chứa xăng dầu ngầm ở lòng đất hoặc từ các bãi rác độc hại.

• Hô hấp: 

Khi tiếp xúc với một lượng lớn benzen trong không khí, benzen có thể được hít vào qua đường hô hấp và sau đó đi vào hệ tuần hoàn qua niêm mạc đường hô hấp.

• Thẩm thấu qua da: 

Benzen cũng có thể thấm thấu qua da nếu có tiếp xúc trực tiếp với nó.

Những người làm công việc trong các ngành sản xuất hoặc sử dụng benzen, chẳng hạn như nhân viên trong các nhà máy lọc dầu, nhà máy sản xuất dược phẩm, sản xuất lốp xe, sản xuất sản phẩm hóa dầu, cây xăng, thợ đóng giày, lính cứu hỏa, thợ in, nhân viên phòng thí nghiệm, đều đối diện với nguy cơ nhiễm độc benzen cao hơn.

Hi vọng, với những thông tin hóa chất Đông Á cung cấp về Benzen là gì? Ứng dụng và ảnh hưởng của nó đến sức khỏe con người, sẽ giúp bạn đọc có thêm kiến thức bổ ích và ứng dụng được vào cuộc sống thực tế của mình.