Bensen | |||
---|---|---|---|
| |||
Allmän | |||
Systematiskt namn |
bensen | ||
Förkortningar | PhH | ||
Traditionella namn |
fen ( Laurent , 1837), fenylväte, bensen |
||
Chem. formel | C6H6 _ _ _ | ||
Råtta. formel | C6H6 _ _ _ | ||
Fysikaliska egenskaper | |||
stat | flytande | ||
Molar massa | 78,11 g/ mol | ||
Densitet | 0,8786 g/cm³ | ||
Dynamisk viskositet | 0,0652 Pa s | ||
Joniseringsenergi | 9,24 ± 0,01 eV | ||
Termiska egenskaper | |||
Temperatur | |||
• smältning | 5,5°C | ||
• kokande | 80,1°C | ||
• blinkar | -11°C | ||
• spontan antändning | 562°C | ||
Explosiva gränser | 1,2 ± 0,1 vol% | ||
Entalpi | |||
• utbildning | 82 930 J/mol [1] och 49 080 J/mol [1] | ||
Ångtryck | 75 ± 1 mmHg | ||
Kemiska egenskaper | |||
Löslighet | |||
• i vatten | 0,073 g/100 ml | ||
Optiska egenskaper | |||
Brytningsindex | 1,501 | ||
Klassificering | |||
Reg. CAS-nummer | 71-43-2 | ||
PubChem | 241 | ||
Reg. EINECS-nummer | 200-753-7 | ||
LEDER | C1=CC=CC=C1 | ||
InChI | InChI=1S/C6H6/c1-2-4-6-5-3-1/h1-6HUHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | CY1400000 | ||
CHEBI | 16716 | ||
FN-nummer | 1114 | ||
ChemSpider | 236 | ||
Säkerhet | |||
Begränsa koncentrationen | 5 mg/m 3 [2] | ||
LD 50 | 28-100 mg/kg | ||
Giftighet | Mycket giftigt, särskilt när det tas oralt, ett starkt cancerframkallande ämne, mutagen, irriterande (irriterande för huden, farligt för synorganen). | ||
Kort karaktär. fara (H) | H225 , H304 , H315 , H319 , H340 , H350 , H372 , H412 | ||
säkerhetsåtgärder. (P) | P201 , P210 , P280 , P308+P313 , P370+P378 , P403+P235 | ||
signalord | FARLIG! | ||
GHS-piktogram | |||
NFPA 704 | 3 2 0 | ||
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |||
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Bensen ( C 6 H 6 , Ph H ; sällan använda synonymer: bensen, fenylväte) (cyklohexa-1,3,5-trien, [6]-annulen) är en organisk kemisk förening , en färglös vätska med en specifik söt lukt . Det enklaste aromatiska kolvätet . Det används ofta i industrin och är råvaran för tillverkning av mediciner , olika plaster , syntetiskt gummi , färgämnen . Även om bensen finns i råolja , syntetiseras det kommersiellt från andra komponenter. Giftigt , cancerframkallande [2] . Det är en förorening .
För första gången beskrev den tyske kemisten Johann Glauber bensenhaltiga blandningar som härrör från destillation av stenkolstjära i hans bok Furni novi philosophici , publicerad 1651 [3] . Bensen som ett individuellt ämne beskrevs av Michael Faraday , som isolerade detta ämne 1825 från kondensatet av lätt gas som erhölls av kokskol. Snart, 1833, erhölls bensen - under torrdestillation av kalciumsaltet av bensoesyra - och den tyske fysikaliska kemisten Eilhard Mitscherlich . Det var efter detta preparat som ämnet började kallas bensen.
På 1860-talet var det känt att förhållandet mellan antalet kolatomer och väteatomer i bensenmolekylen liknar det för acetylen , och deras empiriska formel är C n H n . Studiet av bensen togs på allvar upp av den tyske kemisten Friedrich August Kekule , som 1865 lyckades föreslå den korrekta cykliska formeln för denna förening. Det finns en historia att F. Kekule föreställde sig bensen i form av en orm med sex kolatomer [4] . Idén om den cykliska kopplingen kom till honom i en dröm, när en imaginär orm bet i svansen . Friedrich Kekule lyckades på den tiden beskriva bensens egenskaper så fullständigt som möjligt.
Färglös vätska med en märklig stickande lukt. Smältpunkt = 5,5 °C, Kokpunkt = 80,1 °C, Densitet = 0,879 g/cm³, Molär massa = 78,11 g/mol. Liksom omättade kolväten brinner bensen med en mycket sotig låga. Det bildar explosiva blandningar med luft, blandas väl med eter , bensin och andra organiska lösningsmedel, bildar en azeotrop blandning med vatten med en kokpunkt på 69,25 ° C (91 % bensen). Löslighet i vatten 1,79 g/l (vid 25 °C).
Substitutionsreaktioner är karakteristiska för bensen-bensen som reagerar med alkener , kloralkaner , halogener , salpeter- och svavelsyror . Bensenringklyvningsreaktioner äger rum under svåra förhållanden (temperatur, tryck).
I den första och andra reaktionen bildas acetofenon (metylfenylketon), genom att ersätta aluminiumklorid med antimonklorid V kan reaktionstemperaturen sänkas till 25 ° C. I den tredje reaktionen bildas bensofenon (difenylketon).
Bensen är på grund av sin struktur mycket motståndskraftig mot oxidation; det påverkas inte till exempel av en lösning av kaliumpermanganat . Emellertid kan oxidation till maleinsyraanhydrid utföras med användning av en vanadinoxid V -katalysator :
Resultatet av reaktionen är bildandet av dialdehyd - glyoxal (1,2-ethandial).
I sammansättningen tillhör bensen omättade kolväten (homolog serie C n H 2 n -6 ), men till skillnad från kolväten i etenserien , C 2 H 4 , uppvisar det egenskaper som är inneboende i omättade kolväten (de kännetecknas av additionsreaktioner), endast under svåra förhållanden, men bensen är mer benägen till substitutionsreaktioner. Detta "beteende" hos bensen förklaras av dess speciella struktur: närvaron av atomer i samma plan och närvaron av ett konjugerat 6π-elektronmoln i strukturen. Den moderna idén om den elektroniska naturen hos bindningar i bensen är baserad på hypotesen från Linus Pauling , som föreslog att skildra bensenmolekylen som en hexagon med en inskriven cirkel, och därigenom betona frånvaron av fixerade dubbelbindningar och närvaron av en ett enda elektronmoln som täcker alla sex kolatomer i cykeln.
I speciell och populär litteratur är termen bensenring vanligt , som i regel hänvisar till kolstrukturen hos bensen utan att ta hänsyn till andra atomer och grupper associerade med kolatomer. Bensenringen är en del av många olika föreningar.
Hittills finns det flera fundamentalt olika metoder för framställning av bensen.
En betydande del av den resulterande bensenen används för syntes av andra produkter:
I mycket mindre mängder används bensen för syntes av vissa andra föreningar. Ibland och i extrema fall, på grund av dess höga toxicitet, används bensen som lösningsmedel .
Dessutom är bensen en beståndsdel i bensin . På 1920- och 1930 -talen tillsattes bensen till rak bensin för att öka dess oktantal , men på 1940-talet kunde sådana blandningar inte konkurrera med högoktaniga bensiner. På grund av den höga toxiciteten begränsas innehållet av bensen i bränsle enligt moderna standarder till införandet av upp till 1%.
Bensen (C 6 H 6 ) är ett farligt gift och är en av de vanligaste antropogena xenobiotika .
Bensen är mycket giftigt i höga koncentrationer . Enligt GOST 12.1.005-88 och GOST 12.1.007-76 tillhör den faroklass II (ämnen i en mycket farlig klass). Den minsta dödliga dosen för oral administrering är 15 ml, genomsnittet är 50-70 ml. Med en kort inandning av bensenånga inträffar ingen omedelbar förgiftning, därför tills nyligen var proceduren för att arbeta med bensen inte särskilt reglerad. I stora doser orsakar bensen illamående och yrsel , och i vissa allvarliga fall kan förgiftning vara dödlig . Eufori är ofta det första tecknet på bensenförgiftning . Bensenånga kan penetrera intakt hud. Flytande bensen är ganska irriterande för huden. Om människokroppen utsätts för långvarig exponering för bensen i små mängder kan konsekvenserna också bli mycket allvarliga .
Bensen är ett starkt cancerframkallande ämne . Studier visar ett samband mellan bensen och sjukdomar som aplastisk anemi , akut leukemi ( myeloid , lymfoblastisk ), kronisk myeloid leukemi , myelodysplastiskt syndrom och benmärgssjukdomar [ 8] [9] .
Det finns flera varianter av mekanismen för omvandling av bensen i människokroppen. I den första varianten hydroxyleras bensenmolekylen av det mikrosomala oxidationssystemet med deltagande av cytokrom P450 . Enligt mekanismen oxideras bensen först till en mycket reaktiv epoxid, som vidare omvandlas till fenol . Dessutom genereras fria radikaler ( reaktiva syrearter ) på grund av den höga aktiveringen av P450 enligt reaktionen:
Cyt P450 + NADPH + H- + O2 → Cyt P450 + NADP + + HOOH.
HOOH → 2OH
C6H6 + OH → C6H5OH .
_
Således uppvisar bensen en radiomimetisk effekt (en effekt som liknar exponering för joniserande strålning).
Molekulär mekanism för bensenmutagenesBensen är ett promutagen , det förvärvar mutagena egenskaper först efter biotransformation, som ett resultat av vilket mycket reaktiva föreningar bildas. En av dessa är bensenepoxid. På grund av den höga vinkelspänningen i epoxicykeln bryts -C-O-C-bindningarna och molekylen blir en elektrofil , den reagerar lätt med de nukleofila centran i de kvävehaltiga baserna av nukleinsyramolekyler, särskilt DNA .
Mekanismen för interaktion av epoxicykeln med nukleofila centra - aminogrupper av kvävehaltiga baser (aryleringsreaktion) - fortsätter som en nukleofil substitutionsreaktion SN 2 . Som ett resultat bildas ganska starka kovalent bundna DNA-addukter, oftast observeras sådana derivat i guanin (eftersom guaninmolekylen har det maximala antalet nukleofila centra), till exempel N7-fenylguanin. De resulterande DNA-addukterna kan leda till en förändring i DNA:s naturliga struktur, och därigenom störa det korrekta förloppet av transkriptions- och replikationsprocesser , vilket är källan till genetiska mutationer . Ackumuleringen av epoxid i hepatocyter (leverceller) leder till irreversibla konsekvenser: en ökning av DNA-arylering, och samtidigt en ökning av uttrycket (överuttrycket) av mutanta proteiner som är produkter av en genetisk mutation; hämning av apoptos ; cellomvandling och till och med död. Förutom uttalad genotoxicitet och mutagenicitet har bensen stark myelotoxicitet och karcinogen aktivitet, speciellt denna effekt manifesteras i cellerna i myeloid vävnad (cellerna i denna vävnad är mycket känsliga för sådana effekter av xenobiotika ).
Bensen har en berusande effekt på en person och kan leda till drogberoende .
Vid mycket höga koncentrationer, nästan omedelbar förlust av medvetande och död inom några minuter. Ansiktets färg är cyanotisk, slemhinnorna är ofta körsbärsröda. Vid lägre koncentrationer - excitation, liknande alkohol, sedan dåsighet, allmän svaghet, yrsel , illamående , kräkningar , huvudvärk , medvetslöshet. Muskelryckningar observeras också, som kan förvandlas till toniska kramper. Pupillerna är ofta vidgade och reagerar inte på ljus. Andningen snabbas först upp, sedan saktas ner. Kroppstemperaturen sjunker kraftigt. Puls snabbare, liten fyllning. Blodtrycket sänks. Fall av allvarlig hjärtarytmi är kända .
Efter allvarlig förgiftning som inte leder direkt till döden, observeras ibland långvariga hälsorubbningar: pleurit, katarr i de övre luftvägarna, sjukdomar i hornhinnan och näthinnan , leverskador , hjärtsjukdomar, etc. Ett fall av vasomotorisk neuros med svullnad i ansikte och extremiteter, störningar känslighet och kramper kort efter akut bensenångförgiftning. Ibland inträffar döden en tid efter förgiftning.
I svåra fall finns: huvudvärk , extrem trötthet, andfåddhet , yrsel , svaghet, nervositet, dåsighet eller sömnlöshet, matsmältningsbesvär , illamående , ibland kräkningar, aptitlöshet, ökad urinering, menstruation, ihållande blödning från munslemhinnan, särskilt tandköttet utvecklas ofta. , och näsan, varar i timmar och till och med dagar. Ibland uppstår ihållande blödning efter tandutdragning. Många små blödningar (blödningar) i huden. Blod i avföring, livmoderblödning , retinal blödning. Vanligtvis är det blödningen, och ofta den åtföljande febern (temperatur upp till 40 ° och över) som för de förgiftade till sjukhuset. I sådana fall är prognosen alltid allvarlig. Dödsorsaken är ibland sekundära infektioner: det finns fall av gangrenös inflammation i periosteum och nekros i käken, allvarlig ulcerös inflammation i tandköttet, allmän sepsis med septisk endometrit.
Ibland, med allvarlig förgiftning, utvecklas symtom på nervsjukdomar: ökade senreflexer, bilateral klonus , positivt Babinskys symptom , djup känslighetsstörning, pseudo-tabetiska störningar med parestesi , ataxi , paraplegi och motoriska störningar (tecken på skador på de bakre kolumnerna av ryggmärg och pyramidvägar) [10] .
De mest typiska förändringarna i blodet. Antalet erytrocyter är vanligtvis kraftigt reducerat, ner till 1-2 miljoner och därunder. Halten hemoglobin sjunker också kraftigt, ibland upp till 10%. Färgindexet är i vissa fall lågt, ibland nära det normala, och ibland högt (särskilt vid svår anemi). Anisocytos och poikilocytos, basofil punktering och uppkomsten av nukleära erytrocyter, en ökning av antalet retikulocyter och volymen av erytrocyter noteras. En kraftig minskning av antalet leukocyter är mer typisk. Ibland accelererade till en början leukocytos , snabbt följt av leukopeni , ESR . Förändringar i blodet utvecklas inte samtidigt. Oftast påverkas det leukopoetiska systemet tidigare, senare ansluter sig trombocytopeni. Nederlaget för erytroblastisk funktion inträffar ofta ännu senare. I framtiden kan en karakteristisk bild av allvarlig förgiftning utvecklas - aplastisk anemi .
Effekterna av förgiftning kan bestå och till och med utvecklas månader och år efter att arbetet med bensen upphört.
Vid akut förgiftning med bensen (bensenånga) måste offret först tas ut i frisk luft, vid andningsstopp utförs konstgjord andning för att normaliseras, syre och lobelin används som andningsstimulerande medel . Användning av adrenalin som analeptika är strängt förbjudet! Om kräkningar inträffar, intravenöst 40% glukoslösning, vid cirkulationsrubbningar - injektion av koffeinlösning . Om förgiftning inträffade oralt och bensen kom in i magen, är det nödvändigt att skölja det med vegetabilisk olja (bensen absorberar bra), proceduren bör utföras med försiktighet, eftersom aspiration är möjlig. Med mild förgiftning visas patienten vila. I upphetsade tillstånd behövs lugnande medel . Om anemi uppstår utförs blodtransfusioner, vitamin B12 , folsyra , med leukopeni - vitamin B6 , pentoxyl. Vid nedsatt immunitet (immunbristtillstånd) - immunstimulerande medel .
Biologiska membran är supramolekylära strukturer - ett dubbelt lipidlager, i vilket är integrerade (inbäddade) eller fästa vid ytan av molekylerna av proteiner , polysackarider . Lipider , som ingår i biomembran, är till sin natur amfifila (amofila) föreningar, det vill säga kapabla att lösas upp, både i polära ämnen och i opolära, på grund av närvaron av polära grupper i dem, s.k. . "huvud" ( karboxyl -COOH, hydroxyl -OH, aminogrupper -NH 2 och andra) och opolära sk. "svansar" (kolväteradikaler - alkyler , aryler , polycykliska strukturer som kolestan och andra).
Bensen är ett effektivt solubiliserare av biologiska membran; det löser snabbt upp opolära grupper (de så kallade kolväte- "svansarna" ) av lipider, främst kolesterol , som är en del av membranen. Solubiliseringsprocessen begränsas av koncentrationen av bensen, ju mer den är, desto snabbare fortskrider denna process. I processen för solubilisering frigörs energi, vilket bokstavligen bryter det dubbla lipidskiktet ( lipiddubbelskiktet ), vilket leder till fullständig förstörelse (strukturförstöring) av membranet och efterföljande cellapoptos (under förstörelsen av biomembran aktiveras membranreceptorer (som t.ex. som: CD95, TNFR1 , DR3, DR4 och andra) som aktiverar cellapoptos).
Flytande bensen har egenskaper som ett irriterande ämne. Vid frekvent kontakt mellan händerna med bensen observeras torr hud , sprickor, klåda , rodnad (vanligtvis mellan fingrarna), svullnad och hirsliknande blåsor. Ibland, på grund av hudskador, tvingas arbetare sluta sina jobb.
Flytande bensen i små mängder (upp till 5 ml), om det kommer i kontakt med ögonen, kan leda till förstörelse av hornhinnan och ytterligare skador på det optiska systemet, inklusive linsen , glaskroppen och näthinnan . När en stor mängd bensen (mer än 5 ml) kommer in i ögonen uppstår en fullständig synförlust på grund av djup skada på näthinnan och degeneration av synnerven.
Att arbeta med bensen medför risk för förgiftning och allvarliga hälsoproblem. Bensen är en mycket flyktig vätska (flyktighet 320 mg/l vid 20 °C) [11] med en hög grad av brandfarlighet, därför är det nödvändigt att iaktta säkerhetsföreskrifterna för arbete med brandfarliga vätskor när du arbetar med den. Bensenångor är av stor fara , eftersom de kan bilda explosiva blandningar med luft. För närvarande är användningen av bensen som ett organiskt lösningsmedel kraftigt begränsad på grund av toxiciteten och cancerframkallande effekterna av dess ångor och negativa effekter på huden. Arbete med bensen i laboratorier ger också dess begränsning (strängt reglerad). Det rekommenderas att använda bensen i experiment endast i små volymer (högst 50 ml), arbete bör utföras uteslutande i fluorgummihandskar ( latex löser sig och sväller när den utsätts för bensen).
Det är strängt förbjudet:
MPC i luften är 5 mg/m 3 (genomsnitt för 8 timmar) [2] .
I Ryssland är MPC för bensen i luften i arbetsområdet satt [2] lika med 5 mg/m 3 (genomsnittlig förskjutning under 8 timmar) och 15 mg/m 3 (maximalt engång). Men enligt ett antal studier kan tröskeln för uppfattningen av lukten av detta ämne vara mycket högre än MPC. Till exempel var det genomsnittliga värdet av tröskeln i studien [12] ~ 100 gånger högre än den genomsnittliga skift MPC, och ~ 30 gånger högre än den maximala engångs MPC. Och för vissa personer var tröskeln betydligt högre än medelvärdet. Därför kan det förväntas att användningen av allmänt använda filtrerande RPE i kombination med " filterbyte när lukten dyker upp under masken" (som nästan alltid rekommenderas i Ryska federationen av RPE-leverantörer) kommer att leda till överdriven exponering för bensenångor på åtminstone några arbetare - för försenat byte av gasfilter . För att skydda mot bensen bör en mycket effektivare förändring av teknik och medel för kollektivt skydd användas .
Bensen är ett miljöfarligt ämne, ett giftigt ämne av antropogent ursprung. De huvudsakliga källorna till bensen som kommer ut i miljön med avloppsvatten eller luftutsläpp är petrokemisk industri och koksindustri, bränsleproduktion och transporter.
Från reservoarer förångas bensen lätt, kan omvandlas från jord till växter, vilket utgör ett allvarligt hot mot ekosystemen .
Bensen har egenskapen att kumulera, på grund av sin lipofilicitet kan det deponeras i cellerna i fettvävnaden hos djur och förgiftar dem därigenom.
Symbol | Unicode | namn |
---|---|---|
⌬ | U+232C | bensenring |
⏣ | U+23E3 | bensenring med cirkel |
kolväten | |
---|---|
Alkaner | |
Alkenes | |
Alkyner | |
dienes | |
Andra omättade | |
Cykloalkaner | |
Cykloalkener | |
aromatisk | |
Polycyklisk | Dekalin |
Polycykliska aromater | |
|
Ordböcker och uppslagsverk |
| |||
---|---|---|---|---|
|