Idrocarburi aromatici: tutto su di loro

La chimica è una scienza molto affascinante. Studia tutte le sostanze che esistono in natura e molte di esse. Sono divisi in inorganici e organici. In questo articolo guardiamo agli idrocarburi aromatici, che appartengono a quest'ultimo gruppo.

Cos'è?

Lo è materia organica che sono composti da uno o più nuclei di benzene - strutture stabili di sei atomi di carbonio collegati in un poligono. Questi composti chimici hanno un odore specifico, che può essere compreso dal loro nome. Gli idrocarburi di questo gruppo sono ciclici, a differenza degli alcani, degli alchini, ecc.

Idrocarburi aromatici benzene

Questo è il composto chimico più semplice di questo gruppo di sostanze. La composizione delle sue molecole consiste di sei atomi di carbonio e la stessa quantità di idrogeno. Tutti gli altri idrocarburi aromatici sono derivati ​​del benzene e possono essere ottenuti con il suo uso. Questa sostanza in condizioni normali è allo stato liquido, è incolore, ha un odore dolce specifico, non si dissolve in acqua. Far bollire inizia a una temperatura di +80 gradi Celsius e congelare a +5.

Proprietà chimiche del benzene e di altri idrocarburi aromatici

La prima cosa da cercare è l'alogenazione e la nitrazione.

Reazioni di sostituzione

Il primo è l'alogenazione. In questo caso, al fine di realizzare l'interazione chimica, è necessario utilizzare un catalizzatore, cioè il tricloruro di ferro. Quindi, se il cloro (Cl ₂ ) viene aggiunto al benzene (C ₆ H ₆ ), otteniamo il clorobenzene (C ₆ H ₅ Cl) e l'acido cloridrico (HCl), che viene rilasciato come gas chiaro con un forte odore. Cioè, come risultato di questa reazione, un atomo di idrogeno viene sostituito da un atomo di cloro. Lo stesso può accadere quando altri alogeni vengono aggiunti al benzene (iodio, bromo, ecc.). La seconda reazione di sostituzione - la nitrazione - segue un principio simile. Qui una soluzione concentrata funge da catalizzatore. acido solforico. Per questo tipo di reazione chimica è necessario aggiungere l'acido nitrico (HNO ₃ ), anche concentrato, al benzene, a seguito del quale si formano il nitrobenzene (C ₆ H ₅ NO ₂ ) e l'acqua. In questo caso, l'atomo di idrogeno viene sostituito da un gruppo di un atomo di azoto e due ossigenati.

Reazioni di unione

Questo è il secondo tipo di interazioni chimiche in cui gli idrocarburi aromatici sono in grado di entrare. Esiste anche in due tipi: alogenazione e idrogenazione. Il primo si verifica solo in presenza di energia solare, che funge da catalizzatore. Per effettuare questa reazione, il cloro deve anche essere aggiunto al benzene, ma in quantità maggiori rispetto alla sostituzione. Perché una molecola di benzene dovrebbe rappresentare tre cloro. Come risultato, otteniamo esaclorocicloesano (C ₆ H ₆ Cl ₆ ), cioè sei cloro sarà anche collegato agli atomi esistenti.

L'idrogenazione avviene solo in presenza di nichel. Per fare questo, mescola benzene e idrogeno (H ₂ ). Le proporzioni sono le stesse della precedente reazione. Di conseguenza, si forma il cicloesano (C ₆ H ₁₂ ). Tutti gli altri idrocarburi aromatici possono anche entrare in questo tipo di reazione. Si verificano sullo stesso principio del benzene, solo con la formazione di sostanze più complesse.

Ricevere sostanze chimiche di questo gruppo

Iniziamo lo stesso con il benzene. Può essere ottenuto utilizzando un reagente come acetilene (C ₂ H ₂ ). Delle tre molecole di una data sostanza, sotto l'influenza di alta temperatura e di un catalizzatore, si forma una molecola del composto chimico desiderato.

Inoltre, il benzene e alcuni altri idrocarburi aromatici possono essere estratti dal catrame di carbone, che si forma durante la produzione di coke metallurgico. Toluene, o-xilene, m-xilene, fenantrene, naftalene, antracene, fluorene, crisene, difenile e altri possono essere attribuiti a quelli ottenuti in questo modo. Inoltre, le sostanze di questo gruppo sono spesso estratte dai prodotti petroliferi.

Quali sono i vari composti chimici di questa classe?

Lo stirene è un liquido incolore con un odore gradevole, leggermente solubile in punto di ebollizione dell'acqua è +145 gradi Celsius. Il naftalene è una sostanza cristallina, anche leggermente solubile in acqua, si scioglie a una temperatura di +80 gradi e bolle a +217. In condizioni normali, l'antracene viene presentato anche sotto forma di cristalli, tuttavia non più incolore, ma di colore giallo. Questa sostanza non è solubile in acqua o in solventi organici. Punto di fusione - +216 gradi Celsius, ebollizione - +342. Il fenantrene ha l'aspetto di cristalli brillanti che si dissolvono solo nei solventi organici. Punto di fusione - +101 gradi, ebollizione - +340 gradi. Il fluoro, come suggerisce il nome, è in grado di fluorescenza. Questo, come molte altre sostanze di questo gruppo, sono cristalli incolori, insolubili in acqua. Punto di fusione - +116, punto di ebollizione - +294.

L'uso di idrocarburi aromatici

Il benzene è utilizzato nella produzione di coloranti come materia prima. Viene anche utilizzato nella preparazione di esplosivi, pesticidi e alcuni farmaci. Lo stirene viene utilizzato nella produzione di polistirene (schiuma) utilizzando la polimerizzazione della sostanza originale. Quest'ultimo è ampiamente utilizzato nella costruzione: come isolamento termico e acustico, materiale isolante elettrico. Il naftalene, come il benzene, è coinvolto nella produzione di pesticidi, coloranti e droghe. Inoltre, viene utilizzato nell'industria chimica per produrre molti composti organici. L'antracene viene anche utilizzato nella produzione di coloranti. Fluoren svolge il ruolo di uno stabilizzatore di polimero. Il fenantrene, come la sostanza precedente e molti altri idrocarburi aromatici, è uno dei componenti dei coloranti. Il toluene è ampiamente utilizzato nell'industria chimica per l'estrazione di sostanze organiche e per la produzione di esplosivi.

Caratterizzazione e uso di sostanze prodotte da idrocarburi aromatici

Questi includono, prima di tutto, i prodotti delle reazioni chimiche considerate del benzene. Il clorobenzene, ad esempio, è un solvente organico, viene anche utilizzato nella produzione di fenolo, pesticidi, sostanze organiche. Il nitrobenzene è un componente degli agenti lucidanti per metallo, è usato nella fabbricazione di determinati colori e aromi e può svolgere il ruolo di solvente e ossidante. L'esaclorocicloesano è usato come veleno per controllare i parassiti degli insetti e nell'industria chimica. Il cicloesano è utilizzato nella produzione di pitture e vernici, nella preparazione di molti composti organici nell'industria farmaceutica.

conclusione

Dopo aver letto questo articolo, possiamo concludere che tutti gli idrocarburi aromatici hanno lo stesso tipo di struttura chimica, che consente di combinarli in una classe di composti. Inoltre, le loro proprietà fisiche e chimiche sono anche abbastanza simili. Aspetto, punti di ebollizione e punti di fusione di tutte le sostanze chimiche di questo gruppo non differiscono molto. Molti idrocarburi aromatici sono utilizzati nelle stesse industrie. Le sostanze che possono essere ottenute a causa di reazioni di alogenazione, nitrazione e idrogenazione hanno anche proprietà simili e sono utilizzate per scopi simili.