苯酚与水共沸的组成及共沸点
该法就是向粗苯酚中加入一种溶剂,使苯酚中所含的杂质与溶剂形成共沸物,再经过普通精馏将其与苯酚分离。共沸精馏有加水共沸和加烃共沸两种。近年来,就加水共沸方面,人们进行了较多的研究,目标集中于减少用水量,降低成本,而同时提高产品质量。目前已开发出了不少新方法。如原工艺的加水位置为精馏塔的塔顶附近,通常是单独或是和提纯后的酚混合物回流液一起引入精馏塔〔3〕。而Fulmer等提出的对加水方式的改进〔4〕主要是将加水方式改为在精馏塔的水力提取区的底部附近引入水,这样可以更加完全地去除苯酚中的杂质。水以蒸汽方式引入,温度为138.9~202.8 ℃之间,压力约为0.138~1.31 MPa,使用此温度、压力下的水蒸气,比使用液态水大大节省了操作费用,同时由于减少了换热器而节省了投资。将水与苯酚的流率比控制在最佳的0.05∶1,可使酚中的杂质明显减少。但此新工艺要求进料苯酚质量含量为95 %以上。另据报道〔5〕,一种使用两个共沸精馏塔来对粗苯酚进行二次水共沸的新工艺,不仅可使苯酚的纯度明显提高,而且还可在第二塔的塔顶富集MBF等其他杂质,亦能使损失于杂质中的苯酚明显减少,大量节省了回收这部分苯酚的费用。而且塔顶的冷凝分相很容易实现,且水相中MBF的含量很低,小于0.001 5 %,这样不必再处理,而直接循环回塔使用,以回收更多的苯酚。同时,明显地减少了补偿新鲜水的加入量。使用此工艺,在塔底回收的高纯苯酚中,MBF的含量低于0.001 5 %,且收率能高于90 %。在加烃共沸方面,已开发出了以异丙苯为溶剂的共沸精馏工艺〔6〕,以及以α-甲基苯乙烯(AMS)为溶剂结合加碱处理的新工艺〔7〕,此工艺能有效地脱除MBF、MO、丙酮、醇等其他杂质。目前又出现了加水共沸与加异丙苯或AMS共沸相结合的工艺〔8,9〕,这些有机溶剂的加入不仅减少了水的用量,且使MBF等杂质很容易随轻组分脱去,而且这些溶剂也都是苯酚生产过程中的原料或副产物,这样就使其得到了充分利用,降低了成本,提高了苯酚的收率。
苯酚钠和苯酚的区别:苯酚常温下溶解度很小,呈现浑浊;而苯酚钠溶于水。(此性质就可以区分他们)苯酚俗称石炭酸,具有酸的性质:能与活泼金属反应产生氢气:2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑区分两者:还可用NaOH溶液,浑浊变清(即:浑浊消失)的是苯酚。也可吹气法区分,向两种溶液中吹气,出现浑浊的是苯酚钠。C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3。
苯酚具有较强的消毒杀菌能力。这是因为1∶500~1∶1 000的苯酚水溶液能沉淀蛋白质,可用来杀灭细菌。苯酚和蛋白质结合很疏松,因此,消毒时苯酚不受蛋白质或有机物的阻碍,而能渗透到深部组织中。苯酚对各种细菌的杀灭能力不一致,质量分数为1%的水溶液能杀灭大多数病菌,但结核杆菌需要5%的水溶液并要经过24 h才能杀死。因为苯酚具有一定的毒性和腐蚀性,所以一般用质量分数为0.5%~3%的苯酚水溶液消毒外科手术用具等。酚类的其他物质一般也具有杀菌和防腐性能。例如,甲基苯酚的三种同分异构体混合物跟肥皂溶液制成的煤酚皂溶液(俗称来苏尔),可用于医疗器械和环境消毒。从煤焦油提取出的苯酚和甲基苯酚混合物叫杂酚油,可用作木材防腐剂。五氯酚钠也可用于木材防腐,还可用于血吸虫疫区杀灭钉螺。
2.苯酚的用途
苯酚主要用于制造酚醛树脂、双酚A及己内酰胺。此外,有相当数量的苯酚用于生产卤代酚类。从一氯苯酚到五氯苯酚,它们可用于生产2,4-二氯苯氧乙酸和2,4,5-三氯苯氧乙酸等除草剂;五氯苯酚是木材防腐剂;其他卤代酚衍生物可作为杀螨剂、皮革防腐剂和杀菌剂。由苯酚所制得的烷基苯酚是制备烷基酚�甲醛类聚合物的单体,并可作为抗氧剂、非离子表面活性剂、增塑剂、石油产品添加剂。苯酚也是很多医药(如水杨酸、阿司匹林及磺胺药等)、合成香料、染料的原料。此外,苯酚的稀水溶液可直接用作防腐剂和消毒剂。
苯酚之一 俗名石碳酸。纯苯酚为有特殊气味的无色针状晶体。熔点为43℃,沸点为182℃,相对密度为1.0576。微溶于冷水,易溶于热水及乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。在空气中易被氧化而常呈粉红色。
苯酚之二 苯酚:俗名“石炭酸”。化学式C6H6O
无色晶体,具有特殊气味,熔点是43℃。放置空气中会因被氧化而显粉红色。常温时不易溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
苯酚有毒,它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,使用时要小心,如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。苯酚水溶液与三氯化铁作用呈紫色。有弱酸性,与碱反应成盐。医学上用作消毒防腐剂,苯酚是重要的工业原料,可用来合成炸药(如苦味酸)、医药(如阿斯匹林)、杀菌剂、塑料(如酚醛树脂、环氧树脂等)。
苯酚显示一定的酸性,是因苯酚分子中羟基的氧原子含有孤对p电子,这p电子云可以跟苯环的大π键电子云从侧面有所重叠,使氧原子上的p电子云向苯环转移,氢氧原子之间的电子云向氧原子方向转移,羟基中氢原子较易电离,使苯酚有些酸性。
如图示:
外观与性状:白色结晶,有特殊气味。 熔点(℃):40.6 相对密度(水=1):1.07 沸点(℃):181.9 相对蒸气密度(空气=1):3.24 折射率1.5418 闪点79.5℃ 分子式:C6H6O 化学式:C6H5OH,PhOH 分子量:94.11 饱和蒸气压(kPa):0.13(40.1℃) 燃烧热(kJ/mol):3050.6 临界温度(℃):419.2 临界压力(MPa):6.13 辛醇/水分配系数的对数值:1.46 闪点(℃):79 爆炸上限%(V/V):8.6 引燃温度(℃):715 爆炸下限%(V/V):1.7 溶解性:可混溶于、醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡土林、挥发油、强碱水溶液。室温时稍溶于水,与大约8%水混合可液化,65℃以上能与水混溶,几乎不溶于石油醚。 毒性:有特殊的气味,有强腐蚀性。有毒,LD50 530mg/kg,
编辑本段质量指标
合成苯酚[1]质量指标(GB/T 339—2001): 项目 优等品 一等品 合格品 结晶点/℃≥ 40.6 40.5 40.2 溶解试验[(1:20)吸光度]≤ 0.03 0.04 0.14 水分/%(质量分数)≤ 0.10 一
化学性质
可吸收空气中水分并液化。有特殊臭味,极稀的溶液有甜味。腐蚀性极强。化学反应能力强。与醛、酮反应生成酚醛树脂、双酚A,与醋酐;水杨酸反应生成醋酸苯酯、水杨酸酯。还可进行卤代、加氢、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反应。[2]苯酚在通常温度下是固体,与钠不难顺利发生反应,如果采用加热熔化苯酚,再加入金属钠的方法进行实验,苯酚易被氧化,在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。本人在教学中采取下面的方法实验,操作简单,取得了满意的实验效果。在一支试管中加入2-3毫升无水乙醚,取黄豆粒大小的一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放入乙醚中,可以看到钠不与乙醚发生反应。然后再向试管中加入少量苯酚,振荡,这时可观察到钠在试管中迅速反应,产生大量气体。这一实验的原理是苯酚溶解在乙醚中,使苯酚与钠的反应得以顺利进行。苯酚与溴水反应生成白色沉淀(三溴苯酚)
苯酚纯度的测定
准确称取苯酚试样0.2~0.3g(称准至0.0001g)放于盛有5mLNaOH溶液的250mL烧杯中,加入少量蒸馏水溶解。仔细将溶液转入250mL容量瓶中,用少量水洗涤烧杯数次,定量转入容量瓶中。以水稀释至刻度,充分摇匀。 用移液管移取试液25.00mL,放于碘量瓶中,用滴定管准确加入KBrO3-KBr标准溶液30.00~35.00mL,微开碘量瓶塞,加入10mL(1+1)HCl,立即盖紧瓶塞,振摇1~2min,用蒸馏水封好瓶口,与暗处放置15min。微启瓶塞,加入KI溶液10mL,盖紧瓶塞,充分摇匀后,加氯仿2mL,摇匀。打开瓶塞,冲洗瓶塞和瓶壁,立即用c(Na2S2O3)=0.1 mol/L Na2S2O3标准滴定溶液滴定,至溶液呈浅黄色时加淀粉指示剂3mL,继续滴定至蓝色恰好消失即为终点。记录消耗Na2S2O3标准滴定溶液的体积V 。 同时做空白实验:以蒸馏水25.00mL代替试液按上述步骤进行实验,记录消耗Na2S2O3标准滴定溶液的体积V0。
计算公式
式中 ω( C6H5OH)——苯酚的质量分数,%;
c(Na2S2O3)——Na2S2O3标准滴定溶液的浓度,mol/L;
V ——滴定苯酚试样时消耗Na2S2O3标准滴定溶液的体积,mL; V0——空白实验消耗Na2S2O3标准滴定溶液的体积,mL; m ——苯酚试样的质量,g ;
M(1/6 C6H5OH)——1/6 C6H5OH的摩尔质量,g/mol。