Cách điều chế toluen? Tổng hợp lý thuyết về dung môi Toluen

Câu hỏi: Làm thế nào để điều chế toluen?

Câu trả lời:

Toluen là một trong những dung môi có ứng dụng rất cao, việc điều chế toluen thu được lợi nhuận lớn và thu hút rất nhiều nhà đầu tư, vì vậy việc học cách điều chế toluen được rất nhiều người quan tâm và nghiên cứu. Toluen có thể được điều chế trong phòng thí nghiệm và trong sản xuất công nghiệp theo những cách sau:

Điều chế từ benzen đến toluen, vì toluen là chất thuộc dãy đồng đẳng của benzen nên có thể dễ dàng điều chế bằng cách cho benzen phản ứng với CH₃Cl xúc tác AlCl₃ hoặc axit lewis tạo ra toluen và axit clohydric.

Phương trình minh họa:

CŨ₆H₆ + CHỈ₃Cl → C₇H_{số 8} + HCl

Toluen cũng có thể được điều chế bằng cách chưng cất dầu mỏ và nhựa than đá. Chúng cũng được điều chế từ ankan, hoặc xycloalkanes.

Phương trình minh họa như sau:

Cho benzen phản ứng với clo tạo ra C₆H₅Cl và axit HCl. Sau đó tiếp tục cho C₆H₅Cl mới chỉ phản ứng với₃Cl và Na sẽ tạo ra toluen.

Phương trình hóa học minh họa:

CŨ₆H₆ + Cl₂ → CŨ₆H₅Cl + HCl

CŨ₆H₅CHỈ Cl +₃Cl + 2Na → C₇H_{số 8} + 2NaCl

Trong 3 phương pháp thì phương pháp điều chế benzen thành toluen là phương pháp đơn giản và ngắn nhất, nhưng cần có benzen làm nguyên liệu nên về mặt kinh tế, phương pháp này không áp dụng được trong sản xuất mà chủ yếu sử dụng trong nghiên cứu. Trong công nghiệp, điều chế toluen nên chọn phương pháp chưng cất nhựa, dầu mỏ, than đá sẽ tiết kiệm và hợp lý hơn.

Hãy cùng trường ĐH KD & CN Hà Nội tìm hiểu thêm về toluen và các tính chất của nó:

Toluene là gì?

Toluen, còn được gọi là metylbenzen hoặc phenylmetan, là một chất lỏng trong suốt không hòa tan trong nước. Toluen là một hydrocacbon thơm được sử dụng làm dung môi trong công nghiệp. Với công thức hóa học toluen là C₇H_{số 8} (C)₆H₅CHỈ CÓ₃).

– Là một hiđrocacbon thơm, có khả năng tham gia phản ứng thế lưỡng phân. Do có nhóm metyl nên khả năng phản ứng hóa học của Toluen trong phản ứng này lớn hơn của benzen 25 lần. Vì vòng thơm khá bền nên cần áp suất cao khi thực hiện quá trình hydro hóa toluen thành metylcyclohexan.

– Ít tan trong nước, độ tan trong nước ở 16 độ C là 0,047g / 100ml và ở 150 độ C là 0,04g / 100ml.

Nó là một dung môi rất tốt cho chất béo, dầu, nhựa thông, lưu huỳnh, iốt, ngoài ra, nó hoàn toàn có thể trộn lẫn với một số dung môi hữu cơ như xeton, rượu, este.

– Bản thân Toluen là một dung môi dễ cháy.

Tính chất vật lý và hóa học của toluen

1. Các tính chất vật lý của Toluen là gì?

Toluene là một chất lỏng trong suốt, có mùi nhẹ và không vị. Toluen có tính bay hơi lớn và dễ cháy và dễ bắt lửa.

Toluen không hòa tan trong rượu, ete, axeton và các dung môi hữu cơ khác, hòa tan rất ít trong nước.

Khối lượng phân tử của Toluen là 92,14 g / mol.

– Khối lượng riêng của Toluen là 0,8669 g / cm3.

Độ hòa tan trong nước của Toluene là 0,053 g / 100 mL (20-25 ° C).

– Nhiệt độ nóng chảy của Toluen là -93 độ C.

Nhiệt độ sôi của Toluene là 110,6 độ C.

Nhiệt độ tới hạn của Toluene là 320 độ C.

Độ nhớt của Toluene là 0,590 cP ở 20 độ C.

2. Tính chất hóa học của Toluen

Toluen là hợp chất trong dãy đồng đẳng của benzen nên có mùi thơm dịu gần giống benzen. Và do đó, các tính chất hóa học của toluen tương tự như benzen:

– Tham gia phản ứng với brom khan tạo ra brom toluen và axit HBr.

Toluen phản ứng với khí clo tạo thành diclometan và axit clohydric.

– Phản ứng nitrat hóa tạo ra nitrotoluen và nước.

– Phản ứng cộng với CHÚNG₂ sản xuất metylcyclohexan.

– Phản ứng oxi hóa với nhóm metyl.

Toluen tương đối dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia phản ứng cộng, bền với chất oxi hóa. Đó là tính chất hóa học của toluen hay còn gọi là tính thơm (đặc điểm của hiđrocacbon).

3. Phương pháp tinh chế dung môi Toluen

Toluen có thể được tinh chế bằng cách sử dụng các hợp chất như CaCl₂CaH₂CaSO₄P₂O₅ hoặc natri để tách nước. Ngoài ra, kỹ thuật chưng cất chân không cũng được sử dụng phổ biến. Trong kỹ thuật này, người ta thường sử dụng natri và benzophenone từ hồng cầu.

• Toluen cũng nổi tiếng vì có thể tạo ra TNT từ nó:

CŨ₇H_{số 8} + 3HNO₃ -> CŨ₇H₅(KHÔNG₂)₃ + BẠN BÈ₂O (xúc tác H₂VÌ THẾ₄ chất rắn)

CŨ₆H₆ + Cl₂ -> CŨ₆H₅Cl + HCl

CŨ₆H₅CHỈ Cl +₃Cl + 2Na -> C₇H_{số 8} + 2NaCl

• Một phương pháp khác:

CŨ₆H₆ + CHỈ₃Cl -> C₇H_{số 8} + HCl (xúc tác AlCl₃)

4. Toluene được sử dụng để làm gì?

Trên thực tế, toluen được biết đến là một trong 20 chất được sử dụng rộng rãi nhất trong đời sống con người hiện đại. Các ứng dụng đặc biệt thường được sử dụng:

4.1. Hóa chất toluen sơn bề mặt

• Hóa chất toluen công nghiệp được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng yêu cầu độ hòa tan và độ bay hơi cao nhất. Một trong những ứng dụng đó là sản xuất nhựa tổng hợp.
• Toluene được sử dụng làm chất tẩy rửa, được sử dụng trong sơn xe ô tô, xe máy và sơn cho đồ nội thất rắn.

4.2. Toluen làm keo

Là chất làm sạch để sản xuất keo và các sản phẩm tương tự, được sử dụng trong chất kết dính cao su và xi măng cao su vì tính hòa tan tốt của chúng.

4.3. Phụ gia nhiên liệu

Được sử dụng như một chất cải thiện trị số octan cho xăng, và làm chất mang phụ gia cho nhiên liệu. Chỉ thêm một lượng tương đối nhỏ hóa chất toluen vào xăng sẽ làm tăng đáng kể chỉ số octan của nhiên liệu.

4.4. Những ứng dụng khác

– Dùng để sản xuất thuốc nhuộm và điều chế thuốc nổ TNT.

– Trong y học.

– Nước hoa sản phẩm.

– Sản xuất mực in.

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 11, Hóa 11