苯的物理性质和 化学性质
苯酚俗名石炭酸,分子式C6H5OH,比重1.071,熔点42~43℃,沸点182℃,燃点79℃。无色结晶或结晶熔块,具有特殊气味。置露空气中或日光下逐渐变成粉红色至红色,在潮湿空气中,吸湿后,由结晶变成液体。有特臭,有毒,有强腐蚀性。室温微溶于水,能溶于苯及碱性溶液,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油等有机溶剂中,难溶于石油醚。常用于测定硝酸盐、亚硝酸盐及作有机合成原料等。
苯酚工业生产以异丙苯法为主,该法具有产品纯度高、原料和能源消耗低等优点,但其发展受联产物丙酮的制约。近年来,人们开始研究苯直接羟基化(也称氧化)制苯酚的方法,其中有些成果已显示出工业化前景。目前研究的氧化剂类型主要有N2O、H2O2、O2/H2等。
苯酚主要用于生产酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、己二酸、苯胺、烷基酚、水杨酸等,此外还可用作溶剂、试剂和消毒剂等,在合成纤维、合成橡胶、塑料、医药、农药、香料、染料以及涂料等方面具有广泛的应用。
相对蒸气密度(空气=1):3.24
折射率1.5418
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
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、凡士林、挥发油、强碱水溶液。常温时易溶于乙醇、甘油、氯仿、乙醚等有机溶剂,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。
醛类:苯环上连两个羟基,再连一个醛基。(这个形式较多)
苯酚有间位取代基,但由于间位不如邻,对位活泼,所以在与浓溴水等反应时,看作不反应。
物理性质:苯酚为白色固体,不溶于冷水,易溶于热水,具有一定的腐蚀性
一般非水性一步型酚醛树脂胶粘剂由苯酚与甲醛以摩尔比1:(1~3),在碱性催化剂存在下进行加成反应,生成含羟甲基苯酚的低聚物,常配成固含量50%~60%的乙醇溶液供使用。储藏中,胶粘剂的pH会下降,由12~13降至11~9.5,会造成储藏不稳定性,可加入二氧化锰来提高储藏稳定性。固化有酸固化和加热固化两种方法。加热固化型是将胶液涂布于被粘材料,待溶剂挥发后粘合,在130~150℃加热固化0.5~1h即成;用于金属、砂布等粘接。酸固化型是在胶液l00份中加入对甲苯磺酸(或石油磺酸、苯磺酰氯)5~10份,混合均匀后,室温可固化。用于木材的粘接。
一般线型酚醛树脂胶粘剂可采用苯酚/甲醛摩尔比l:(0.6~1),在酸性催化剂存在下缩聚生成可溶可熔性酚醛树脂。粘接时加入约10%六次甲基四胺,在160℃固化交联成不溶不熔的胶层。该胶用于木材、层压材料、制动闸瓦、砂轮、灯泡灯头、硬质纤维板及固.体电阻等粘接,还可以用作丁腈橡胶的交联剂。
水性酚醛树脂的应用举例如下(关于它们用作其他胶粘剂的增粘剂或交联剂,可参见有关章节)。
(1)砂布等磨料膜具胶粘剂砂布等用的酚醛树脂胶粘剂主要是液体型的一步甲阶酚醛树脂。这些树脂可根据它们的甲醛/苯酚摩尔比分成三类。
①它们具有高甲醛传酚摩尔比,由高水溶性树脂组成,而且是快干性的,因此可在相对低的温度(93~108℃)下固化。其产品的pH为8或更高,粘度范围500~18000mPa·S,固含量50%~75%。这类树脂既可用作膜料膜具的胶衣,又可用作面部上浆。可以用水稀释法或同这类树脂中不同粘度的树脂共混而调节粘度。低粘度、低固含量树脂用作面部上浆。如果制造者的最高固化温度限制在108℃,可以采用这类树脂的共混物。
②它们具有低甲醛/苯酚摩尔比。这类树脂同水的混溶性很低,因此要求采用比①类更高的固化温度。其产品pH约为8,固含量75%~87%。它们的固化比①类慢。它们的粘度范围较宽,从1000~1000000mPa·S。
③它们具有中等甲醛/苯酚摩尔比。这类树脂同水的混溶性也较低,采用比②类还要高的固化温度。其产品pH约为6~8,固含量75%~87%。它们的粘度范围也较宽,从l000~l000000mPa·S。
(2)铸造型芯砂用水基酚醛胶粘剂 可以采用的典型水基酚醛树脂为75%固含量的线性酚醛树脂。当采用比其固体片状树脂较低的砂温时(约80℃),可得到最佳结果。这类树脂较低的初始熔体粘度导致它们对砂粒有极佳的润湿性和树脂分布。因为它们是溶液型树脂,所以在铸造时,必须添加"六次"和润滑剂。在初期加热研磨搅合期间,加入一半的润滑剂,再在涂胶砂堆溃散后加入另一半,可以取得最佳结果。硬脂酸钙或Acrawax C可以使用。
(3)纤维粘接它们也可以采用液体甲阶酚醛树脂进行粘接,所用水溶性树脂固含量范围40%~70%,pH范围7~7.5。这类树脂要在冷冻下贮存或装运,并且要马上使用。
采用的液体树脂包括含可溶性盐的树脂与脱除了不溶性盐的树脂,由于成本较低,前一种树脂常优先采用。
此外,上述水性酚醛树脂分散液也可用于纤维类材料的粘接。
酸性
与普通的醇不同,由於受到芳香环的影响,酚上的羟基(酚羟基)有弱酸性,酸性比醇羟基强。主要原因取自於非定域化(共振态)的存在,导致醇类与它的pKa值有段落差。
如苯酚(C6H5OH)自身在水中的电离:
酚可与强碱生成酚盐,如苯酚钠。反应机构为:
1:酚先去质子化(目的是为了与外在系统呈现酸碱平衡);氢氧化钠的OH形成带一个负电荷的原子团(解离) 2:氢氧化钠与酚进行复分解反应,合成苯酚钠和水。 而若要还原苯酚钠成苯酚,则通入CO2入上述溶液中,会形成碳酸氢钠和苯酚,再经过分离处理,则可得到较高纯度的苯酚
易被氧化
在空气中无色的晶体酚易被氧化为红色或粉红色的醌。
配合物
酚在溶液中与三氯化铁可形成配合物,并呈现蓝紫色,可以鉴定三氯化铁或酚。
塑料工业常用 C15H16O2 (4,4'-dihydroxy-2,2-diphenylpropane) ,中文名为双酚A、也称为酚甲烷、二酚基丙烷或 2.2双对酚甲烷。
在有机化学中,酚类化合物(英语:phenol)是一类通式为ArOH,结构为芳烃环上的氢被羟基(—OH)取代的一类芳香族化合物。酚类化合物中最简单的酚为苯酚(C6H5OH,亦称石炭酸)。
虽然结构与醇类似,但酚的性质相对独特而与醇不属同类化合物,这主要因为酚羟基连接於不饱和碳原子上。由於酚类的芳香环紧密的与羟基氧原子结合,而相对使羟基的氧原子与氢原子之间的化学键不是那麼牢固,因此酚比起醇类化合物具有更强的酸性。酚上的羟基酸性通常间於脂肪醇与羧酸之间(它们的pKa通常在10-12之间)。
当酚类化合物的羟基失去一个质子(H+),就会形成相应的负离子形态的酚负离子或称为芳基氧负离子,而相应形成的盐称为酚盐或芳基氧盐。
酚化合物还允许一个芳香环上连接两个或数个羟基,其中最简单的是苯二酚,它的结构是两个羟基连接在一个苯环上。一些酚类化合物具有杀菌效果,可制成消毒剂。另外一些具有雌激素作用或内分泌干扰素的活性。
依分子中羟基数分为一元酚、二元酚及多元酚;
羟基在萘环上的称为萘酚,在蒽环上称为蒽酚
酚污染会给生态系统带来很大危害。
环境酚污染 编辑
环境酚污染主要来自焦化厂、煤气发生站、炼油、木材防腐、绝缘材料的制造、制药、造纸以及酚类化工厂的废水、废气
酚类化合物挥发到空间可使大气受污染,含酚的废水流入农田会使土壤受污染,流入地下则会造成地下水污染。
土壤酚污染 编辑
被酚污染的土壤会使农作物减产或枯死。
水体酚污染 编辑
水体酚污染会使水生生物受到抑制,繁殖下降、生长变慢,严重时导致死亡。