Бензол
Бензол
или бензин (старинное, ныне оставленное название) — углеводород состава С6Н6, представитель ароматических, или бензольных, соединений (см. это сл.). Вещество это представляет бесцветную, прозрачную, сильно преломляющую свет и легкоподвижную жидкость с характерным «ароматическим» запахом, уд. веса 0,899 (при 0° Ц.) и 0,885 (при 15°), кипит при 80°,5 и застывает на холоде в кристаллическую массу, плавящуюся при +6°; легко растворим в эфире, спирте, хлороформе и других обыденных растворителях, за исключением воды; бензол представляет прекрасное растворяющее средство для жиров, смол, масел, асфальта, алкалоидов, серы, фосфора, иода; на воздухе горит светлым, сильно коптящим пламенем и дает весьма легко воспламеняющиеся пары. Бензол был открыт в 1825 г. Фарадеем при исследовании газообразных продуктов сухой перегонки жирных масел; Митчерлих получил его при перегонке бензойной кислоты с известью и назвал бензином, а Либих переименовал вещество это в бензол. Синтетически углеводород был получен Бертело в 1870 г. нагреванием ацетилена в трубке над ртутью при температуре размягчения стекла. Присутствие бензола в каменноугольном дегте доказано А. В. Гофманом в 1845 г., а ученик Гофмана, Мансфильд, в 1848 г. изолировал его из дегтя в значительных количествах и выработал необходимые для этого практические методы. Выходы бензола зависят не только от состава каменноугольного дегтя, но и от способов обработки его, перегонки и хранения. Из 100 килогр. лондонского дегтя получается 1,1 % бензола (50-процентного), а на рейнских заводах добывают до 1 % очищенного вещества, идущего на приготовление анилина. У нас очень хороший бензол готовится на заводах товарищества "В. И. Рогозин и К ° " из газовой смолы, образующейся при добывании газа для освещения и отопления (исследование П. Голубева). В торговле имеются три сорта бензола: 30-, 50 — и 90-процентный; при этом необходимо иметь в виду, что бензолом здесь считается все то, что гонится ниже 100°, и что количество его выражается в объемных процентах: из 50-процентного бензола получается половинный объем жидкости, кипящей до 100°. Таким образом, продажный бензол не представляет химически чистого соединения, а содержит в виде примеси главным образом толуол и ксилол, затем углеводороды жирного ряда, сероуглерод, тиофен и др. вещества. Большинство этих примесей удаляется фракционированной перегонкой в особо устроенных сложных аппаратах, обработкой едкой щелочью и концентрированной серной кислотой, кристаллизацией на холоду и отжиманием затвердевшего продукта. Обработанный таким образом бензол представляет уже почти чистый углеводород и идет на приготовление чистого анилина; но в нем все-таки еще есть примесь более легких углеводородов (которые остаются неизмененными при нитровании) и тиофен. Этот последний легко открывается при помощи очень чувствительной реакции с раствором изатина в серной кислоте; бензол, содержащий даже следы тиофена, окрашивается упомянутым реактивом в интенсивный голубой цвет. Эта реакция (открытая Байером) и навела Виктора Мейера на мысль искать примесь особого соединения в очищенном бензоле, считавшемся прежде за химически чистое вещество. Тщательным взбалтыванием с крепкой серной кислотою (1/20 по объему) В. Мейеру в 1882 г. удалось извлечь новое соединение: обработав 2000 килогр. бензола, он получил 1944 гр. чистого тиофена, C4H4S. Этот последний кипит при 84°, а потому, понятно, и не может быть выделен из Б. самой тщательной фракционировкой.
Б. идет в громадных количествах на получение нитро- и динитросоединений, а также дисульфобензоловой кислоты. Нитробензол С6H5-NO2 получается при действии на бензол смеси азотной и серной кислот при обыкновенной температуре и представляет желтоватую жидкость, кипящую при 209° (при 745 mm давл.), удельного веса 1,2; запах его до поразительности схож с запахом масла горьких миндалей, или бензойного альдегида (см. это сл.), почему нитробензол употребляется в парфюмерии и мыловарении и называется искусственным горькоминдальным маслом (а также мирабановой эссенцией). При действии восстановителей, напр., уксусной кислоты и железных стружек, нитробензол переходит в анилин C6H5-NH2 (см. это сл.), исходный материал для получения анилиновых красок. Динитробензолы С6Н5(NO2)2 — орто-, мета — и пара — - образуются одновременно при нагревании бензола со смесью крепкой азотной и серной кислот; главным продуктом здесь является метасоединение. Далее, бензол употребляется для карбурирования светильного газа, то есть для сообщения яркости газовому пламени, и как превосходный растворитель для жиров, смол, гуттаперчи и каучука. На этом основано употребление его в технике и общежитии для чистки материй. Для домашнего обихода очень удобна смесь 25 ч. бензола с 5 ч. эфира и 5 ч. абсолютного спирта. Английская жидкость, уничтожающая также кислотные пятна, состоит из 100 ч. бензола, 100 ч. 95-процентного спирта и 35 ч. аммиака (0,875 уд. веса). В медицине бензол дается против чесотки и паразитов; пары его, вдохнутые в большом количестве, действуют анестезирующим образом.
Относительно химических свойств бензола необходимо заметить, что он сильно сопротивляется действию как окислителей, так и восстановляющих веществ. Галоиды в зависимости от условий или прямо присоединяются, или же дают продукты субституции. При действии хлора на кипящий бензол получается смесь нескольких продуктов присоединения, между которыми наиболее хорошо изучен шестихлористый бензол C6Cl6, кристаллическое вещество, плавящееся при 157° и распадающееся при температуре кипения (288°) на соляную кислоту и трихлорбензол C6H3Cl3. С бромом на солнечном свете образуется аналогичный продукт, шестибромистый бензол, — С6Br6. Хлорноватистая кислота присоединяется в количестве трех частиц и дает кристаллическое вещество состава С6Н3(СlОН)3. При пропускании сухого хлористоводородного газа в бензольный раствор хлористого алюминия образуется непрочное жидкое соединение галоидного металла с бензолом состава 6С6Н6·Al2Cl6. Бромистый алюминий в подобных же условиях дает 6С6Н6·Al2Br6. Образованием такого рода соединений обусловливается наступление многих синтетических реакций, идущих в присутствии галоидных солей алюминия (Г. Г. Густавсон). При нагревании до 280° с крепкой иодистоводородной кислотой к бензолу присоединяются шесть атомов водорода, причем получается углеводород гексагидробензол C6H12 (Вреден Кижнер). Продукты замещения водорода в бензоле образуются также при действии галоидов, напр., хлора, всего лучше в присутствии некоторых веществ, играющих роль передатчиков хлора, каковы, напр., иод и пятихлористая сурьма. В реакцию вступают, по всей вероятности, высшие хлористые соединения названных элементов, которые затем, отдав свой хлор, переходят в низшие соединения, потом вновь присоединяют галоид, передают его бензолу, и таким путем этот сложный процесс длится все время до самого конца:
С6H6 + JCl3 = C6H5Cl + HCl + JCl.
При такого рода реакциях образуются, конечно, продукты различной степени замещения, дву-, трех-, четырех-, пяти-, шестизамещенные бензолы, которые все известны. Из них гексахлорбензол, или перхлорбензол, C 6Cl6 (не представляющий изомерных форм) получается при полном хлорировании бензола в присутствии пятихлористой сурьмы. Иодбензол образуется при нагревании бензола с иодом в присутствии иодноватой кислоты или серной (Истрати). Относительно действия азотной кислоты было упомянуто выше. Серная кислота в зависимости от концентрации, количества и температуры дает сульфобензид, моно- и дисульфокислоты. При нагревании бензола с металлическим калием до 250° часть водорода замещается металлом, при чем образуется С6Н5К и С6Н4К2. Соединение воспламеняется на воздухе со взрывом.
Литература общая — см. Бензольные соединения, а также Roscoe u. Schorlemmer, «Ausfürliches Lehrbuch der Chemie» (IV т., 1886); специальная и технич.; Gustav Schultz, «Die Chemie des Steinkohlentheers» (2-е изд.); «Muspratt’s Theoretische, prakt. und analytische Chemie v. Stohmann und Bruno Kerl» (4-е издание).
Бензол фальсифицируется чаще всего петрольным эфиром (бензином); примесь эту легко узнать или при помощи перегонки, так как точка кипения бензина ниже точки кипения бензола, или при помощи азотной кисл. Берут 2 части концентрированной серной кислоты и смешивают ее с 1 частью крепкой азотной кислоты; удельн. вес. 1,84; к такой смеси, предварительно сильно охлажденной, прибавляют одну часть испытуемого бензола, маленькими порциями. Когда весь бензол влит, то осторожно нагревают всю смесь до 60°, погрузив сосуд, в котором ведут испытание, в горячую воду (при 70-80°). После этого смеси дают остынуть и выливают ее в ледяную воду. Если был чистый бензол, то от такой обработки он весь превращается в тяжелое жидковатое масло, нитробензол, которое упадет на дно сосуда, и над ледяной водой никакого слоя не будет; если же к бензолу был примешан петрольный эфир, то он останется без изменения и как более легкий, чем вода, поднимется наверх и над ледяной водой получится слой жидкости.
- В статье воспроизведен материал из Большого энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона.
Бензол, С6Н6, углеводород, родоначальник ряда ароматических соединений. Бензол — бесцветная, легко подвижная жидкость с характерным запахом, кипит при '80°, застывает на холоде в кристаллическую массу, плавящуюся при +5,4°. Легко растворим во многих растворителях за исключением воды, сам служит прекрасным растворителем для жиров, масел, смол, каучука и т. п. На воздухе горит с сильно коптящим пламенем. Синтетически получен из ацетилена (см.), в свою очередь получаемого из углерода и водорода. Технически получается в больших количествах, гл. обр. при сухой перегонке (см.) каменного угля на газовых и коксовых заводах, из коксовальных газов и. отчасти из каменноугольного дегтя. Этот бензол содержит ряд примесей. Употребляется для получения нитробензола и анилина, карболовой кислоты (см.) и многих других химических продуктов, гл. обр. различных каменноугольных красок, для карбурирования светильного газа (то есть для сообщения яркости газовому пламени), в качестве растворителя для смол, жиров, каучука, гуттаперчи, для чистки материй, при фабрикации лаков, линолеума, в виде топлива для двигателей внутреннего сгорания, в медицине против чесотки и паразитов.
- В статье воспроизведен текст из Малой советской энциклопедии.
Литература
- Соколов В. 3., Харлампович Г. Д., Производство и использование ароматических углеводородов, М., 1980;
- Эфрос Л. С., Горелик М. В., Химия и технология промежуточных продуктов, Л., 1980;
- Общая органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 314—455. Н. Н. Артамонова.
