Benzen là gì? Công thức cấu tạo và ứng dụng trong đời sống?

Chu Văn An

Benzen là một hydrocacbon thơm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Vậy benzen là gì? Nó có cấu trúc như thế nào? Tính chất hóa học và tính chất vật lý? Để tìm hiểu về vấn đề này chúng ta cùng nhau tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

1. Benzen là gì?

Benzen là một hợp chất hóa học hữu cơ có công thức C6H6. Nó bao gồm 6 nguyên tử carbon liên kết với nhau trong một mặt phẳng với một nguyên tử hydro gắn với mỗi nguyên tử C. Nó được phát hiện vào năm 1825 bởi nhà vật lý người Anh Michael Faraday.

Nó được hình thành từ cả quá trình tự nhiên do núi lửa, cháy rừng tạo ra… Đồng thời, benzen còn là hóa chất công nghiệp chủ yếu được sản xuất từ ​​than đá và dầu mỏ.

Benzen có tính độc hại cao và có khả năng gây ung thư.

Cấu trúc của benzen

2. Tính chất của benzen

Benzen có các tính chất vật lý và hóa học sau:

2.1. Tính chất vật lý

• Trạng thái: Benzen là dung dịch lỏng trong suốt, không màu, có mùi giống xăng.
• Nó bay hơi vào không khí rất nhanh và dễ cháy.
• Benzen tan ít trong nước. Nó hòa tan trong dung môi hữu cơ.
• Khối lượng riêng là 0,8786 g/cm3, nhẹ hơn nước nên nổi trên mặt nước.
• Nhiệt độ nóng chảy là 5,5 độ C.
• Nhiệt độ sôi là 80,1 độ C.

2.2. Tính chất hóa học

Các phản ứng hóa học điển hình của benzen bao gồm đốt cháy, thay thế và bổ sung.

– Phản ứng cháy: Benzen cũng rất dễ cháy trong không khí và tạo ra khí cacbonic, hơi nước và bồ hóng.

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

– Phản ứng thế: Phản ứng phổ biến nhất của benzen, nó có thể thay thế proton bằng nhóm khác. Những phản ứng này rất linh hoạt và thường được sử dụng để điều chế các dẫn xuất benzen.

• Phản ứng halogen hóa: Khi có bột sắt làm chất xúc tác, benzen sẽ phản ứng với nước brom khan tạo thành khí brombenzen và hydro bromua.

Phản ứng thế brom của benzen

• Phản ứng nitơ hóa: Benzen phản ứng với hỗn hợp H2SO4 đậm đặc và HNO3 đậm đặc tạo thành nitrobenzen theo phản ứng dưới đây.

Phản ứng nitrat hóa benzen

– Phản ứng cộng: Trong điều kiện xúc tác niken và nhiệt độ, benzen có thể thực hiện phản ứng cộng với hydro theo phương trình sau.

Phản ứng cộng benzen

3. Phương pháp điều chế Benzen

Benzen có thể được điều chế bằng nhiều cách như:

• Điều chế Benzen từ axetylen ở nhiệt độ 600 độ:

C3CH=CH → C6H6

• Điều chế Benzen từ axit benzoic:

C6H5COOH + NaOH → C6H6 + Na2CO3

• Điều chế Benzen từ quá trình chưng cất nhựa than đá
• Điều chế Benzen từ xyclohexan sử dụng xúc tác Pt và đun nóng:

C6H12 → C6H6 + 3H2

• Điều chế Benzen từ n-hexan với chất xúc tác và đun nóng:

C6H14 → C6H6 + 4H2

4. Ứng dụng benzen trong sản xuất

• Trong công nghiệp, benzen được sử dụng trong một số ngành hóa hữu cơ. Nó được sử dụng chủ yếu làm dung môi trong công nghiệp hóa chất và dược phẩm. Nó là nguyên liệu ban đầu và trung gian trong điều chế các hóa chất khác, đặc biệt là cumen, cyclohexane, ethylbenzen (các alkylbenzen khác) và nitrobenzen.
• Benzen được sử dụng để điều chế phenol và anilin dùng trong thuốc nhuộm và dodecylbenzen dùng làm chất tẩy rửa. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để tổng hợp các monome trong sản xuất cao su, chất bôi trơn, polyme cho nhựa, chất tẩy rửa, chất nổ, thuốc trừ sâu và sợi.
• Benzen còn là dung môi hòa tan các chất như dầu mỡ, cao su, vecni. Do đó, nó được sử dụng để tẩy sợi, vải, len, nỉ, giặt khô, tấm kim loại và dụng cụ.
• Ngoài ra, benzen còn là thành phần có trong xăng để tăng trị số octan.

Một số ứng dụng của benzen

5. Tác dụng của benzen đối với sức khỏe

Mặc dù được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nhưng đây là loại hydrocarbon được coi là độc hại, gây ung thư và gây ra các bệnh khác. Hầu hết các trường hợp ngộ độc benzen nghiêm trọng được báo cáo ở những người làm việc trong điều kiện đặc biệt, tiếp xúc với nồng độ benzen khá cao trong điều kiện làm việc có phần mất vệ sinh. Nó gây độc cho hệ thần kinh trung ương, gây nhiễm độc tủy và tổn thương nhiễm sắc thể. Vì vậy, việc sử dụng nó đang dần bị thu hẹp và có những biện pháp kiểm soát chặt chẽ khi sử dụng.

Trên đây là những thông tin cơ bản về benzen. Nếu có thắc mắc, bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua hotline 0826 010 010 hoặc tham khảo thêm các bài viết trên vietchem.com.vn.