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

Benzen là một hydrocacbon thơm được ứng dụng khá phổ biến trong công nghiệp. Vậy benzen là gì? Cấu tạo như thế nào? Tính chất hóa học và tính chất vật lý? Để tìm hiểu về vấn đề này, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây.

1. Benzen là chất gì

Benzen là hợp chất hóa học hữu cơ có công thức là C6H6. Nó có cấu tạo gồm 6 nguyên tử carbon liên kết với nhau trong một mặt phẳng với một nguyên tử hydro được gắn vào 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 được tạo ra bởi núi lửa, cháy rừng… Đồng thời, benzen cũng là một hóa chất công nghiệp chính được làm từ than đá và dầu mỏ.

Benzen có độc tính cao và gây ung thư trong tự nhiên.

Cấu trúc của benzen

2. Tính chất của benzen

Benzen có những tính chất vật lý và tính chất hóa học dưới đây:

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 rất dễ cháy.
• Benzen hòa tan một ít trong nước. Nó tan trong các dung môi hữu cơ.
• Khối lượng riêng là 0,8786 g/cm3, nhẹ hơn nước nên nổi trên mặt nước.
• Nhiệt độ nóng chảy ở 5,5 độ C.
• Nhiệt độ sôi ở 80,1 độ C.

2.2. Tính chất hóa học

Phản ứng hóa học đặc trưng của benzen như cháy, thế và cộng.

- Phản ứng cháy: Benzen cũng rất dễ cháy trong không khí và tạo ra khí cacbon đioxit và hơi nước, muội than.

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

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

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

Phản ứng thế Brom của benzen

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

Phản ứng nitro hóa benzen

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

Phản ứng cộng của benzen

3. Phương pháp điều chế Benzen

Benzen có thể được điều chế theo nhiều phương pháp như:

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

C3CH=CH → C6H6

• Điều chế Benzen từ axit benzoic:

C6H5COOH + NaOH → C6H6 + Na2CO3

• Điều chế Benzen từ chưng cất nhựa than đá
• Điều chế Benzen từ xiclohexan sử dụng chất xúc tác là Pt và đun nóng:

C6H12 → C6H6 + 3H2

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

C6H14 → C6H6 + 4H2

4. Ứng dụng của benzen trong sản xuất

• Trong ngành công nghiệp, benzen được dùng trong một số ngành công nghiệp 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 chất trung gian điều chế ra những hóa chất khác, đáng kể đến là cumene, cyclohexane, etylbenzen (các ankylbenzen khác) và nitrobenzene.
• Benzen được dùng để điều chế phenol và anilin được sử dụng trong thuốc nhuộm và trong dodecylbenzene được sử dụng cho chất tẩy rửa. Bên cạnh đó, chúng còn được sử dụng để tổng hợp monome trong sản xuất cao su, chất bôi trơn, polyme dùng cho nhựa, chất tẩy rửa, chất nổ, thuốc trừ sâu và sợi.
• Benzen cũng là dung môi hòa tan các chất như dầu mỡ, cao su, vecni. Vì vậy, nó được ứng dụng để để tẩy dầu mỡ cho sợi, vải, len, dạ, giặt khô, tấm kim loại, dụng cụ.
• Ngoài ra benzen còn là một thành phần trong xăng để tăng chỉ số octan.

Một số ứng dụng của benzen

5. Ảnh hưởng của benzen với sức khỏe

Tuy rằng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nhưng đây là hidrocacbon được đánh giá là gây độc, là chất gây ung thư và các bệnh lý khác. Hầu hết các trường hợp nhiễm độc benzen nghiêm trọng đã 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 hơi mất vệ sinh. Nó gây độc hại trên hệ thần kinh trung ương, gây độc tủy và tổn thương nhiễm sắc thể. Do đó, việc sử dụng đang dần bị thu hẹp và có các biện pháp kiểm soát chặt chẽ khi sử dụng.

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