苯酚的化学性质
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苯酚
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苯酚(化学式:C6H5OH,PhOH),又名石炭酸、羟基苯,是最简单的酚类有机物,一种弱酸。常温下为一种无色晶体。有毒。
苯酚是一种常见的化学品,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。
发现
苯酚是德国化学家龙格(Runge F)于1834年在煤焦油中发现的,故又称石炭酸(Carbolic acid)。
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结构
苯酚分子由一个羟基直接连在苯环上构成。根据苯的凯库勒式,这个羟基是连在双键上的,为烯醇式结构。但由于苯环的稳定性,这样的结构几乎不会转化为酮式结构。
苯酚具有以下共振结构:
苯酚盐负离子则有以下共振结构:
酚羟基的氧原子采用sp2杂化,提供1对孤电子与苯环的6个碳原子共同形成离域
键。大Π键加强了烯醇的酸性,羟基的推电子效应又加强了O-H键的极性,因此苯酚中羟基的氢可以电离出来。
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物理性质
苯酚熔点为40.5℃,沸点为181.7℃,常温下为一种无色或白色的晶体,有特殊气味。苯酚密度比水大,微溶于冷水,可在水中形成白色混浊;但易溶于65℃以上的热水。易溶于醇、醚等有机溶剂。
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化学性质
酸碱反应
苯酚是一种弱酸,能与碱反应:
苯酚pKa=10,酸性介于碳酸两级电离之间,因此苯酚不能与NaHCO3等弱碱反应:
此反应现象:二氧化碳通入后,溶液中出现白色混浊。
显色反应
苯酚遇三氯化铁溶液显紫色,原因是苯酚根离子与Fe3+形成了有颜色的络合物。
(紫色)
取代反应
■ 苯环上的亲电取代:苯酚由于结构中有苯环,可以在环上发生类似苯的亲电取代反应,如硝化、卤代等:
对比苯的相应反应可以发现,苯酚环上的取代比苯容易得多。这是因为羟基有给电子效应,使苯环电子云密度增加。
值得注意的是,苯酚的亲电取代总是发生在羟基的邻位和对位。这是羟基等给电子基团的共性。
■ 酚羟基上的取代:酚羟基上的氢原子可以被含碳基团取代,生成醚或酯。
表-苯酚理化性质及危险特性
标识 中文名:苯酚 危险化学品目录序号:60
英文名:phenol,Carbolicacid UN编号:1671
分子式:C6H6O 分子量:94.11 CAS号:108-95-2
理化性质 外观与性状 白色结晶,有特殊气味。易潮解,在空气中光照下变粉红色,可燃烧,有毒、有腐蚀性。
熔点(℃) 42.5~43 密度(g/cm3) 1.07
沸点(℃) 181.9 饱和蒸气压(kPa) 2(80.6℃)
溶解性 可混溶于乙醇、醚、氯仿、甘油等多种有机溶剂,与水部分溶解,加热时全溶。
毒性及健康危害 侵入途径 该物质可通过吸入、食入、经皮吸收到体内
毒性 LD50:317mg/kg(大鼠经口);850mg/kg(兔经皮)
LC50:316mg/m3,10小时(大鼠吸入)
健康危害 苯酚对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,可抑制中枢神经或损害肝、肾功能。急性中毒:吸入高浓度蒸气可致头痛、头晕、乏力、视物模糊、肺水肿等。误服引起消化道灼伤,出现烧灼痛,呼出气带酚味,呕吐物或大便可带血液,有胃肠穿孔的可能,可出现休克、肺水肿、肝和肾损害,出现急性肾功能衰竭,可死于呼吸衰竭。眼接触可致灼伤。慢性中毒:可引起头痛、头晕、咳嗽、食欲减退、恶心、呕吐,严重者引起蛋白尿。可致皮炎。
燃烧爆炸危险性 燃烧性 易燃 燃烧分解物 一氧化碳、二氧化碳
闪点(℃) 79 爆炸上限(g/m3): 8.6
自燃温度(℃) 715 爆炸下限(g/m3): 1.7
危险特性 遇明火、高热可燃。蒸汽与空气可形成爆炸性混合物,毒性很强,有腐蚀性。
建规火险分级 乙类 稳定性 稳定 聚合危害 不聚合
禁忌物 强氧化剂、强酸、强碱。
灭火方法 消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服,在上风向灭火。灭火剂:水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。
急救措施 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。呼吸、心跳停止,立即进行心肺复苏术。就医。皮肤接触:立即脱去污染衣物,用大量流动清水彻底冲洗,冲洗后即用浸过30%~50%酒精棉花擦洗创面至无酚味为止(注意不能将患处浸泡于酒精溶液中)。如有条件可用数块浸有聚乙二醇(300或400)的海绵反复擦洗污染部位,至少20min。然后再用大量水冲洗10min以上。食入:漱口,给服植物油15~30ml,催吐。眼睛接触:立即分开眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗10~15min。就医。
苯酚的理化性质及危险特性表
标识 别名:酚;石炭酸 UN编号:1671,2312
英文名:Phenol 危险化学品编号:61067
分子式:C6H6O 分子量:93.12 CAS号:108-95-2
理化性质 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 相对蒸汽密度(空气=1) 3.24
闪点(℃) 79 饱和蒸汽压(k Pa) 0.31(40.1℃)
引燃温度(℃) 715 爆炸上限/下限[%(V/V)]: 1.3/9.5
临界压力(MPa) 6.13 临界温度(℃) 419.2
溶解性 可混溶于乙醇、醚、氯仿、甘油。
毒性及健康危害 毒性 LD50:317mg/kg(大鼠经口);850mg/kg(兔经皮);LC50:316mg/m3(大鼠吸入)。
健康危害 苯酚对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,可抑制中枢神经或损害肝、肾功能。急性中毒:吸入高浓度蒸气可致头痛、头晕、乏力、视物模糊、肺水肿等。误服引起消化道灼伤,出现烧灼痛,呼出气带酚味,呕吐物或大便可带血液,有胃肠穿孔的可能,可出现休克、肺水肿、肝或肾损害,出现急性肾功能衰竭,可死于呼吸衰竭。眼接触可致灼伤。可经灼伤皮肤吸收经一定潜伏期后引起急性肾功能衰竭。慢性中毒:可引起头痛、头晕、咳嗽、食欲减退、恶心、呕吐,严重者引起蛋白尿。可致皮炎。
燃烧爆炸危险性 燃爆危险 本品可燃,高毒,具强腐蚀性,可致人体灼烧。
危险特性 遇明火、高热可燃。
灭火剂 水、泡沫、干粉、二氧化碳。
灭火方法 消防措施:消防人员必须佩戴空气呼吸器、穿全身防火防毒服,在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。
燃烧产物 一氧化碳、二氧化碳。
急救措施 ①皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用甘油、聚乙烯乙二醇或聚乙烯乙二醇和酒精混合液
(7:3)抹洗,然后用水彻底清洗。或用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。②眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。③吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。④食入:立即给饮植物油15~30mL。催吐。就医。
苯酚
苯酚(C6H6O,PhOH),又名石炭酸、羟基苯,是最简单的酚类有机物,一种弱酸。常温下为一种无色晶体。有毒。有腐蚀性,常温下微溶于水,易溶于有机溶液;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶,其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。暴露在空气中呈粉红色。
中文名: 苯酚
外文名: phenol
别名: 石炭酸
分子式: C6H6O 相对分子质量: 94.11
化学品类别: 有机物--苯的衍生物
管制类型: 不管制
储存: 密封保存
理化性质
物理性质
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,
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 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)[3]