Kaj je benzen?
Benzen je tekoča kemikalija, ki ima značilen sladki vonj in nima barve. Je naravno prisotna v surovi nafti, čeprav se lahko sintetizira iz naftnih derivatov. Benzen je kategoriziran kot aromatski ogljikovodik zaradi zaporedne pi-vezi med ogljikovimi atomi, ki je običajno cikličen. Ugotovljeno je bilo, da je benzen dragocen predhodnik pri izdelavi mnogih materialov, ki med številnimi drugimi materiali vključujejo, vendar niso omejeni na zdravila, barvila, maziva, gume, detergente, pesticide, eksplozive in plastiko.
Zgodovina
Mnogi znanstveniki so se podali v študijo benzena. Nekateri od njih so Linus Pauling in Michael Faraday. Leta 1825 je Faraday napovedal, da je bil izoliran od naftnega plina. Imenoval ga je bikarburet vodika. Leta 1833 je Eilhard Mitscherlich z destilacijo benzojske kisline lahko proizvajal benzen. Dvanajst let pozneje je Charles Mansfield izoliral benzen iz premogovega katrana. Kasneje je začel proizvajati benzen s postopkom premogovega katrana v industrijskem obsegu prvič leta 1849. Leta 1997 so v vesolju odkrili benzen. Empirična formula benzena je bila znana že dolgo časa. Vendar pa se je izkazalo, da je zastrašujoča naloga določiti njeno polinenasičeno strukturo. Nemški kemik Friedrich August Kekule je objavil dokument, ki je pokazal, da ima struktura benzena šest atomov ogljika, ki imajo izmenične dvojne in posamezne vezi. Predlagal je, da ima benzen obročno strukturo. Uporabil je dokaze, ki so bili zbrani z leti, da bi zagovarjal svojo predlagano strukturo.
Struktura
Kemijska formula benzena je C6H6 in ima obročno strukturo. Ogljikove (CC) vezi so enake dolžine (140 pm). Ta dolžina je daljša od dolžine dvojne vezi (134 pm) in krajša od enojne vezi (147 pm). Elektronska delokalizacija lahko pojasni njeno značilnost, da je vmesna dolžina. Ta delokalizacija se imenuje „aromatična“. Uporabne kemikalije so pridobljene iz benzena z nadomestitvijo atomov vodika z funkcionalno skupino.
Proizvodnja
Pred drugo svetovno vojno je bil benzen večinoma stranski proizvod proizvodnje koksa v jeklarski industriji. Od 50-ih let prejšnjega stoletja je benzen večinoma prihajal iz naftne industrije zaradi njenega ogromnega povpraševanja. Obstajajo štirje primarni kemijski postopki, ki se uporabljajo za proizvodnjo industrijskega benzena, in vključujejo toluensko hidrodealkilacijo, katalitski reforming, parni kreking in nesorazmernost toluena. Med leti 1978 in 1981 je bil primarni proces proizvodnje benzena v ZDA katalitski reforming, ki predstavlja približno 44-50% celotne proizvodnje benzena v državi.
Uporabe
Benzen je bil uporabljen kot losjon po britju med 19. in 20. stoletjem. Uporabljen je bil tudi kot industrijsko topilo. Sčasoma je bila njegova strupena narava očitna. Ludwig Roselius je uporabil benzen za kavo brez kofeina. Zato je nastala „Sanka“. Pred petdesetimi leti je bil benzen uporabljen kot dodatek bencinu. Zmanjšal je udarce motorja. Danes se benzen uporablja pri proizvodnji drugih kemikalij kot vmesni proizvod. Benzenski derivati vključujejo (1) stiren pri proizvodnji plastike in polimera; (2) fenol, ki se uporablja za izdelavo lepil in smol; in (3) cikloheksan, ki se uporablja pri proizvodnji najlona.
Učinki na zdravje
Znano je, da benzen poveča tveganje za nastanek raka. Povzroča neuspeh kostnega mozga. Benzen je povezan tudi z aplastično anemijo, srčno-žilnimi boleznimi in akutno levkemijo. Po podatkih Ameriškega naftnega inštituta leta 1948 je edina koncentracija benzena, ki je varna, nič (0).
