P-Xylén (CAS 106-42-3), bežne známy ako para-xylén alebo 1,4-dimetylbenzén, je jedným z troch izomérov dimetylbenzénu spolu s orto-xylénom a meta-xylénom. Je to základný aromatický uhľovodík v petrochemickom hodnotovom reťazci a priamy prekurzor čistenej kyseliny tereftalovej (PTA), ktorá je stavebným kameňom polyesteru. Pochopenie jeho rozpustnosti je nevyhnutné pre návrh procesu, výber rozpúšťadla, manipuláciu s odpadom a laboratórnu prax.
Čo je P-xylén (CAS 106-42-3)?
P-Xylén je aromatický uhľovodík s molekulovým vzorcom C8H10 a molekulovou hmotnosťou 106,17 g/mol. Pri izbovej teplote je to bezfarebná, priehľadná kvapalina s charakteristickým aromatickým zápachom. Vyrába sa predovšetkým katalytickým reformovaním ťažkého benzínu a disproporcionáciou toluénu, po ktorom nasleduje separácia od ostatných izomérov xylénu adsorpciou alebo kryštalizáciou.
Para-umiestnenie dvoch metylových skupín dáva p-xylénu vysoko symetrickú molekulárnu štruktúru, čo je dôvodom jeho relatívne vysokej teploty topenia v porovnaní s ostatnými izomérmi a jeho kľúčovej úlohy ako chemického medziproduktu, a nie jednoduchej zložky paliva.
Rozpustnosť P-xylénu vo vode
Krátka odpoveď je nie: p-xylén je prakticky nerozpustný vo vode. Jeho rozpustnosť vo vode pri 20-25 stupňoch je približne 0,19 g/l (asi 190 mg/l), čo je pre väčšinu praktických účelov zanedbateľné. Toto správanie sa vysvetľuje nepolárnym aromatickým kruhom a dvoma metylovými skupinami, ktoré dávajú molekule silne hydrofóbny charakter a zabraňujú účinnej interakcii s molekulami polárnej vody prostredníctvom vodíkových väzieb.
Naproti tomu p-xylén je plne miešateľný s väčšinou bežných organických rozpúšťadiel vrátane etanolu, dietyléteru, acetónu, chloroformu, benzénu a toluénu. Táto vysoká kompatibilita s nepolárnymi a stredne polárnymi rozpúšťadlami robí z p-xylénu všestranné riedidlo a reakčné médium v náteroch, živiciach a extrakčných procesoch.
Kľúčové fyzikálne a chemické vlastnosti
| Nehnuteľnosť | Hodnota |
|---|---|
| Číslo CAS | 106-42-3 |
| Molekulárny vzorec | C8H10 |
| Molekulová hmotnosť | 106,17 g/mol |
| Vzhľad | Bezfarebná transparentná kvapalina |
| Teplota topenia | 13,2 stupňa |
| Bod varu | 138,4 stupňa |
| Hustota (20 stupňov) | 0,861 g/cm3 |
| Bod vzplanutia | 25 stupňov (uzavretý pohár) |
| Rozpustnosť vo vode (25 stupňov) | Približne 0,19 g/l |
| Tlak pár (20 stupňov) | Približne 0,9 kPa |
Priemyselné aplikácie P-xylénu
Dominantným využitím p-xylénu je oxidácia na čistenú kyselinu tereftalovú (PTA), ktorá sa následne polymerizuje s etylénglykolom za vzniku polyetyléntereftalátu (PET). PET sa používa v polyesterových vláknach na textil, PET fľašiach na nápoje a obalových fóliách. Tento jediný reťazec predstavuje väčšinu globálnej spotreby p-xylénu.
Okrem polyesteru sa p-xylén používa pri výrobe náterov, farieb a atramentov ako rozpúšťadlo a riedidlo, pri výrobe farbív a pigmentov a ako medziprodukt pri syntéze poľnohospodárskych chemikálií a liečiv. V analytických laboratóriách slúži p-xylén vysokej{2}}čistoty ako chromatografický štandard a ako rozpúšťadlo pri organickej syntéze a extrakčných postupoch.
Bezpečná manipulácia, skladovanie a poznámky k životnému prostrediu
P-xylén je horľavá kvapalina a musí sa skladovať mimo zdrojov vznietenia, v uzemnených nádobách a v dobre{1}}vetraných priestoroch. Jeho bod vzplanutia okolo 25 stupňov znamená, že výpary môžu pri teplote okolia vytvárať horľavé zmesi. Odporúča sa osobné ochranné vybavenie vrátane chemikáliám-odolných rukavíc a bezpečnostných okuliarov a tam, kde je možné vystavenie výparom, by sa malo používať lokálne odsávacie vetranie.
Keďže p-xylén nie je-rozpustný vo vode, rozliaty materiál nemožno zmyť vodou; mali by byť obsiahnuté a absorbované inertnými materiálmi, ako je piesok alebo vermikulit. Odpad musí byť zlikvidovaný v súlade s miestnymi environmentálnymi predpismi pre aromatický uhľovodíkový odpad. V mnohých jurisdikciách sú stanovené limity expozície na pracovisku a na pracoviskách, kde sa manipuluje so zlúčeninou, sa odporúča monitorovanie ovzdušia.
Často kladené otázky
Pláva p-xylén na vode?
áno. S hustotou približne 0,861 g/cm3 je p-xylén ľahší ako voda a po zmiešaní týchto dvoch látok vytvorí samostatnú organickú vrstvu plávajúcu na vodnej hladine. To je dôvod, prečo úniky v blízkosti vodných tokov vytvárajú povrchový film, ktorý musí byť zachytený ramenami.
Je p-xylén to isté ako xylén?
Nie. Komerčný xylén je zvyčajne zmesou troch izomérov, orto-xylénu, meta-xylénu a para-xylénu, plus etylbenzén. P-xylén je čistý para-izomér s CAS 106-42-3, ktorý je cenený hlavne ako surovina na výrobu PTA a polyesteru.
Prečo je p-xylén nerozpustný vo vode?
Voda je polárne rozpúšťadlo viažuce vodík-, kým p-xylén je nepolárny aromatický uhľovodík. Slabé van der Waalsove interakcie medzi p-xylénom a molekulami vody nedokážu kompenzovať silné vodíkové väzby, ktoré si molekuly vody medzi sebou udržiavajú, takže tieto dve kvapaliny sú nemiešateľné.
Môže sa p-xylén rozpustiť v etanole alebo acetóne?
áno. P-xylén je plne miešateľný s etanolom, acetónom, éterom, chloroformom a mnohými ďalšími organickými rozpúšťadlami, vďaka čomu je užitočný ako riedidlo a reakčné médium v náteroch, živiciach a extrakčných systémoch.
Aké je najdôležitejšie použitie p-xylénu?
Oxidácia p-xylénu na čistenú kyselinu tereftalovú (PTA) a následná výroba polyetyléntereftalátu (PET) je dominantnou aplikáciou, ktorá dodáva polyesterové vlákna, fľaše a filmový priemysel.
Je p-xylén zdraviu nebezpečný?
Dlhodobé alebo{0}}vystavenie vysokej{0}}úrovni pôsobeniu p-xylénových výparov môže spôsobiť depresiu centrálneho nervového systému, bolesť hlavy a podráždenie dýchacích ciest. Je klasifikovaná ako horľavá kvapalina a malo by sa s ňou manipulovať s náležitým vetraním, osobnými ochrannými prostriedkami a pri dodržaní limitov expozície na pracovisku.
