Fenol (hidroxibenzen,acid carbolic) – acestdespreorganical-lea compus aromatic cu formuleOhC6H5OH. Aparține clasei cu același nume - fenoli.

La randul lui, Fenolii- aceasta este o clasă de compuși organici din seria aromatică, în care grupări hidroxil Oh− legat de carbonul inelului aromatic.

În funcție de numărul de grupări hidroxil, există:

• fenoli monohidric (arenoli): fenol și omologii săi;
• fenoli dihidrici (arendioli): pirocatecol, resorcinol, hidrochinonă;
• fenoli trihidroxici (arentrioli): pirogalol, hidroxihidrochinonă, floroglucinol;
• fenoli polihidrici.

În consecință, de fapt fenol, ca substanță, este cel mai simplu reprezentant al grupării fenol și are un nucleu aromatic și o grupare hidroxil ESTE EL.

Proprietățile fenolului

Fenolul proaspăt distilat este cristale incolore asemănătoare unui ac, cu un punct de topire 41 °С si punctul de fierbere 182 °С. Când este depozitat, mai ales într-o atmosferă umedă și în prezența unor cantități mici de fier și săruri de cupru, capătă rapid o culoare roșie. Fenolul este miscibil în orice raport cu alcoolul, apa (când este încălzit deasupra 60 °С), liber solubil în eter, cloroform, glicerină, disulfură de carbon.

Datorită prezenței -OH grup hidroxil, fenolul are proprietăți chimice caracteristice atât alcoolilor, cât și hidrocarburilor aromatice.

În funcție de gruparea hidroxil, fenolul intră în următoarele reacții:

• Deoarece fenolul are proprietăți acide puțin mai puternice decât alcoolii, sub influența alcaliilor formează săruri - fenolați (de exemplu, fenolat de sodiu - C6H5ONa):

C6H5OH + NaOH -> C6H5ONa + H2O

• Ca urmare a interacțiunii fenolului cu sodiul metalic, se obține și fenolatul de sodiu:

2C 6 H 5 OH + 2Na -> 2C 6 H 5 ONa + H 2

• Fenolul nu este esterificat direct cu acizi carboxilici; esterii se obțin prin reacția fenolaților cu anhidride sau halogenuri acide:

C 6 H 5 OH + CH 3 COOH -> C6H 5 OCOCH 3 + NaCl

• În timpul distilării fenolului cu praf de zinc, are loc reacția de înlocuire a grupării hidroxil cu hidrogen:

C6H5OH + Zn -> C6H6 + ZnO

Reacții ale fenolului pe inelul aromatic:

• Fenolul intră în reacții de substituție electrofilă pe ciclul aromatic. Gruparea OH, fiind una dintre cele mai puternice grupe donatoare (datorită scăderii densității electronilor pe grupa funcțională), crește reactivitatea inelului la aceste reacții și direcționează substituția către orto-Și pereche- prevederi. Fenolul este ușor alchilat, acilat, halogenat, nitrat și sulfonat.

• Reacția Kolbe-Schmitt servește la sinteza acidului salicilic și a derivaților săi (acid acetilsalicilic și altele).

C 6 H 5 OH + CO 2 - NaOH -> C 6 H 4 OH (COONa)

C 6 H 4 OH (COONa) - H2SO4 -> C 6 H 4 OH (COOH)

Reacții calitative la fenol:

• Ca rezultat al interacțiunii cu apa de brom:

C 6 H 5 OH + 3Br 2 -> C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr

format 2,4,6-tribromofenol este un solid alb.

• Cu acid azotic concentrat:

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 -> C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O

• Cu clorură de fier (III) (reacție calitativă pentru fenol):

C 6 H 5 OH + FeCl 3 -> ⌈Fe (C 6 H 5 OH) 6 ⌉Cl 3

reacție de adiție

• Hidrogenarea fenolului în prezența catalizatorilor metalici Pt/Pd , Pd/Ni , obțineți alcool ciclohexil:

C6H5OH -> C6H11OH

Oxidarea fenolului

Datorită prezenței unei grupări hidroxil în molecula de fenol, rezistența la oxidare este mult mai mică decât cea a benzenului. În funcție de natura agentului de oxidare și de condițiile de reacție, se obțin diverși produși.

• Deci, sub acțiunea peroxidului de hidrogen în prezența unui catalizator de fier, nu un numar mare de fenol diatomic - pirocatecol:

C 6 H 5 OH + 2H 2 O 2 - Fe> C 6 H 4 (OH) 2

• La interacțiunea cu agenți oxidanți mai puternici (amestec de crom, dioxid de mangan într-un mediu acid), se formează para-chinonă.

Obținerea de fenol

Fenolul se obține din gudron de cărbune (produs de cocsificare) și sintetic.

Gudronul de cărbune din producția de cocs conține de la 0,01 la 0,1% fenoli, în produsele semi-cocsificabile de la 0,5 la 0,7%;în uleiul rezultat din hidrogenare și în apele uzate luate împreună - de la 0,8 la 3,7%. Gudron de cărbune brun și apele uzate semi-cocsificate conțin de la 0,1 la 0,4% fenoli. Se distilează gudronul de cărbune, selectând fracția fenolică, care fierbe la 160-250 °С. Compoziția fracției de fenol include fenol și omologii săi (25-40%), naftalina (25-40%) și baze organice (piridină, chinolină). Naftalina este separată prin filtrare, iar restul fracției este tratată cu soluție de hidroxid de sodiu 10-14%.

Fenolații rezultați sunt separați de uleiurile neutre și bazele piridinice prin suflare cu abur viu și apoi tratați cu dioxid de carbon. Fenolii bruti izolați sunt supuși rectificării, selectând succesiv fenolii, crezolii și xilenolii.

Majoritatea fenolului produs în prezent la scară industrială este obținut prin diverse metode de sinteză.

Metode sintetice de obținere a fenolului

1. De metoda benzensulfonatului benzenul se amestecă cu ulei de vitriol. Produsul rezultat este tratat cu sodă și se obține sarea de sodiu a acidului benzensulfonic, după care soluția este evaporată, sulfatul de sodiu precipitat este separat și sarea de sodiu a acidului benzensulfonic este topită cu alcalii. Se saturează fenolatul de sodiu rezultat cu dioxid de carbon sau se adaugă acid sulfuric până când dioxidul de sulf începe să evolueze și se îndepărtează fenolul prin distilare.
2. Metoda clorobenzenului constă în clorurarea directă a benzenului cu clor gazos în prezența fierului sau a sărurilor acestuia și saponificarea clorobenzenului rezultat cu o soluție de hidroxid de sodiu sau în timpul hidrolizei în prezența unui catalizator.
3. Metoda Raschig modificată pe baza clorării oxidative a benzenului cu acid clorhidric și aer, urmată de hidroliza clorobenzenului și izolarea fenolului prin distilare.
4. metoda cumenului constă în alchilarea benzenului, oxidarea izopropilbenzenului rezultat în hidroperoxid de cumen și descompunerea lui ulterioară în fenol și acetonă:
   Izopropilbenzenul se obține prin tratarea benzenului cu fracție de propilenă pură sau propan-propilenă de cracare a uleiului, purificat din alți compuși nesaturați, umiditate, mercaptani și hidrogen sulfurat otrăvind catalizatorul. Triclorura de aluminiu dizolvată în polialchilbenzen este utilizată ca catalizator, de exemplu. în diizopropilbenzen. Alchilarea se efectuează la 85 ° C și presiune în exces 0,5 MPa, care asigură derularea procesului în fază lichidă. Izopropilbenzenul este oxidat la hidroperoxid cu oxigenul atmosferic sau oxigenul tehnic la 110-130°Cîn prezența sărurilor metalelor cu valență variabilă (fier, nichel, cobalt, mangan) Descompune hidroperoxidul cu acizi diluați (sulfuric sau fosforic) sau cantități mici de acid sulfuric concentrat la 30-60 °С. După distilare, fenol, acetonă și o anumită cantitate de α-metilstiren. Metoda cumenului industrial dezvoltată în URSS este cea mai avantajoasă din punct de vedere economic în comparație cu alte metode de producere a fenolului. Producția de fenol prin acid benzensulfonic este asociată cu consumul de cantități mari de clor și alcali. Clorarea oxidativă a benzenului este asociată cu un consum mare de abur - de 3-6 ori mai mare decât atunci când se utilizează alte metode; în plus, în timpul clorării apare coroziunea severă a echipamentelor, ceea ce necesită utilizarea de materiale speciale. Metoda cumene este simplă în designul hardware și vă permite să obțineți simultan două produse valoroase din punct de vedere tehnic: fenol și acetonă.
5. În timpul decarboxilării oxidative a acidului benzoicîn primul rând, se efectuează o oxidare catalitică în fază lichidă a toluenului la acid benzoic, care, în prezența Сu 2+ transformat în acid benzenalicilic. Acest proces poate fi descris prin următoarea diagramă:
   Acidul benzoilsalicilic se descompune cu vaporii de apă în acizi salicilic și benzoic. Fenolul se formează ca urmare a decarboxilării rapide a acidului salicilic.

Aplicarea fenolului

Fenolul este folosit ca materie primă pentru producerea polimerilor: policarbonat și (mai întâi se sintetizează bisfenol A, apoi acestea), rășini fenol formaldehidă, ciclohexanol (cu producția ulterioară de nailon și capron).

În procesul de rafinare a petrolului cu ajutorul fenolului, uleiurile sunt purificate din substanțe rășinoase, compuși care conțin sulf și hidrocarburi aromatice policiclice.

În plus, fenolul servește ca materie primă pentru producerea de ionol, neonoli (), creosoli, aspirină, antiseptice și pesticide.

Fenolul este un bun conservant și antiseptic. Este folosit pentru dezinfecție în zootehnie, medicină și cosmetologie.

Proprietățile toxice ale fenolului

Fenolul este toxic (clasa de pericol II). Inhalarea fenolului perturbă funcțiile sistemului nervos. Praful, vaporii și soluția de fenol, dacă intră în contact cu membranele mucoase ale ochilor, căilor respiratorii, pielii, provoacă arsuri chimice. La contactul cu pielea, fenolul este absorbit în câteva minute și începe să afecteze sistemul nervos central. In doze mari, poate provoca paralizia centrului respirator Doza letala pentru oameni daca este ingerata 1-10 g, pentru copii 0,05-0,5 g.

Bibliografie:
Kuznetsov EV, Prokhorova IP Album de scheme tehnologice pentru producția de polimeri și materiale plastice pe baza acestora. Ed. al 2-lea. M., Chimie, 1975. 74 p.
Knop A., Sheib V. Rășini fenolice și materiale pe bază de acestea. M., Chimie, 1983. 279 p.
Bachman A., Muller K. Phenoplasts. M., Chimie, 1978. 288 p.
Nikolaev A.F. Tehnologia materialelor plastice, L., Chimie, 1977. 366 p.

Există un, doi, trei fenoli atomici în funcție de numărul de grupări OH din moleculă (Fig. 1)

Orez. unu. FENOLI SINGURI, DOI ȘI TRIATOMICI

În conformitate cu numărul de cicluri aromatice condensate din moleculă, există (Fig. 2) fenolii înșiși (un inel aromatic - derivați de benzen), naftoli (2 inele condensate - derivați de naftalenă), antranoli (3 inele condensate - derivați de antracen) și fenantoli (Fig. 2).

Orez. 2. FENOLI MONO-ȘI POLINUCLEARI

Nomenclatura alcoolilor.

Pentru fenoli, denumirile banale care s-au dezvoltat istoric sunt utilizate pe scară largă. Prefixele sunt folosite și în denumirile fenolilor mononucleari substituiți orto-,meta-Și pereche -, utilizate în nomenclatura compuşilor aromatici. Pentru compușii mai complecși, atomii care fac parte din ciclurile aromatice sunt numerotați și poziția substituenților este indicată folosind indici digitali (Fig. 3).

Orez. 3. NOMENCLATURA FENOLOR. Grupurile de substituenți și indicii numerici corespunzători sunt evidențiați în culori diferite pentru claritate.

Proprietățile chimice ale fenolilor.

Nucleul benzenului și grupa OH combinate în molecula de fenol se afectează reciproc, crescând semnificativ reactivitatea reciprocă. Gruparea fenil trage perechea de electroni singuri departe de atomul de oxigen din grupa OH (Fig. 4). Ca urmare, sarcina pozitivă parțială a atomului de H din acest grup crește (indicată prin d+), polaritatea legăturii O–H crește, ceea ce se manifestă printr-o creștere a proprietăților acide ale acestui grup. Astfel, în comparație cu alcoolii, fenolii sunt acizi mai puternici. Sarcina negativă parțială (notată cu d–), care trece la gruparea fenil, este concentrată în pozițiile orto-Și pereche-(față de grupa OH). Aceste locuri de reacție pot fi atacate de reactivi care tind spre centrii electronegativi, așa-numiții reactivi electrofili („iubitor de electroni”).

Orez. 4. DISTRIBUȚIA DENSIȚII ELECTRONICE ÎN FENOL

Ca urmare, sunt posibile două tipuri de transformări pentru fenoli: înlocuirea unui atom de hidrogen în grupa OH și substituirea nucleului H-atomobenzen. O pereche de electroni ai atomului O, atrași de inelul benzenic, crește rezistența legăturii C–O, astfel încât reacțiile care apar odată cu ruperea acestei legături, care sunt caracteristice alcoolilor, nu sunt tipice pentru fenoli.

1. Reacții de substituție ale atomului de hidrogen din grupa OH. Când fenolii sunt tratați cu alcalii, se formează fenolați (Fig. 5A), reacția catalitică cu alcooli duce la eteri (Fig. 5B), iar ca urmare a reacției cu anhidride sau cloruri acide ale acizilor carboxilici se formează esteri ( Fig. 5C). Când interacționează cu amoniacul (temperatura și presiune crescute), gruparea OH este înlocuită cu NH2, se formează anilină (Fig. 5D), reactivii reducători transformă fenolul în benzen (Fig. 5E)

2. Reacții de substituție a atomilor de hidrogen din ciclul benzenic.

În timpul halogenării, nitrării, sulfonării și alchilării fenolului sunt atacați centrii cu densitate de electroni crescută (Fig. 4), adică. substituirea are loc în principal în orto-Și pereche- poziții (fig.6).

Cu o reacție mai profundă, doi și trei atomi de hidrogen sunt înlocuiți în inelul benzenic.

De o importanță deosebită sunt reacțiile de condensare ale fenolilor cu aldehide și cetone, în esență, aceasta este alchilarea, care are loc ușor și în condiții blânde (la 40–50 ° C, mediu apos în prezența catalizatorilor), în timp ce carbonul atomul este sub forma unei grupări metilen CH 2 sau o grupare metilen substituită (CHR sau CR 2) este inserată între două molecule de fenol. O astfel de condensare duce adesea la formarea de produse polimerice (Fig. 7).

Fenolul dihidric (denumirea comercială bisfenol A, Fig. 7) este utilizat ca componentă în producția de rășini epoxidice. Condensarea fenolului cu formaldehida stă la baza producerii de rășini fenol-formaldehidice utilizate pe scară largă (materiale plastice fenolice).

Metode de obţinere a fenolilor.

Fenolii sunt izolați din gudronul de cărbune, precum și din produsele de piroliză ai cărbunelui brun și a lemnului (gudron). Metoda industrială de obţinere a fenolului C 6 H 5 OH propriu-zis se bazează pe oxidarea cumenului de hidrocarbură aromatică (izopropilbenzen) cu oxigenul atmosferic, urmată de descompunerea hidroperoxidului rezultat diluat cu H 2 SO 4 (Fig. 8A). Reacția se desfășoară cu un randament ridicat și este atractivă prin faptul că permite obținerea simultană a două produse valoroase din punct de vedere tehnic - fenol și acetonă. O altă metodă este hidroliza catalitică a benzenilor halogenați (Fig. 8B).

Orez. 8. METODE DE OBTINEREA FENOLULUI

Utilizarea fenolilor.

O soluție de fenol este utilizată ca dezinfectant (acid carbolic). Fenoli diatomici - pirocatecol, resorcinol (Fig. 3), precum și hidrochinonă ( pereche- dihidroxibenzenul) este utilizat ca antiseptice (dezinfectanți antibacterieni), introduși în agenții de tăbăcire pentru piele și blană, ca stabilizatori pentru uleiuri lubrifiante și cauciuc, precum și pentru prelucrarea materialelor fotografice și ca reactivi în chimia analitică.

Sub formă de compuși individuali, fenolii sunt utilizați într-o măsură limitată, dar diferiții lor derivați sunt utilizați pe scară largă. Fenolii servesc ca compuși de pornire pentru producerea diferitelor produse polimerice, cum ar fi rășini fenol-aldehidice (Fig. 7), poliamide și poliepoxizi. Pe baza de fenoli se obțin numeroase medicamente, de exemplu, aspirina, salol, fenolftaleină, în plus, coloranți, parfumuri, plastifianți pentru polimeri și produse de protecție a plantelor.

Mihail Levitsky

Fenolii monoatomici sunt lichide limpezi sau substanțe cristaline, adesea de culoare roz-roșu datorită oxidării lor. Acestea sunt otrăvuri, iar în cazul contactului cu pielea provoacă arsuri. Ele ucid multe microorganisme, adică au proprietăți dezinfectante și antiseptice. Solubilitatea fenolilor în apă este scăzută, punctele de fierbere ale acestora sunt relativ mari datorită existenței legăturilor de hidrogen intermoleculare.

Proprietăți fizice

Fenolii sunt puțin solubili în apă, dar sunt ușor solubili în alcool, eter, benzen, formează hidrați cristalini cu apa și sunt distilați cu vapori de apă. În aer, fenolul însuși se oxidează și se întunecă ușor. Introducerea substituenților cum ar fi halogenuri, grupări nitro etc. în para-poziția moleculei de fenol crește semnificativ punctul de fierbere și punctul de topire al compușilor:

Poza 1.

Fenolii sunt substanțe polare cu moment dipolar $\mu$ = 1,5-1,6 $D$. Valoarea $EI$ de 8,5-8,6 eV indică proprietățile donor mai mari ale fenolilor în comparație cu arene precum benzen (9,25 eV), toluen (8,82 eV), etilbenzen (8,76 eV). Acest lucru se datorează interacțiunii grupării hidroxil cu legăturile $\pi$ ale inelului benzenic datorită efectului $M$ pozitiv al grupului $OH$, predomină efectul $I$ negativ al acesteia.

Caracteristicile spectrale ale fenolilor

Maximul de absorbție în partea UV a spectrului pentru fenol este deplasat spre lungimi de undă mai mari cu aproximativ 15 nm comparativ cu benzen (deplasare batocromică) datorită participării electronilor de oxigen $\pi$ în conjugarea cu nucleul benzenic și apare la 275 nm. cu o structură fină.

În spectrele IR pentru fenoli, precum și pentru alcooli, benzile intense $v_(OH)$ sunt caracteristice în regiunea 3200-3600 cm$^(-1)$ și 3600-3615 cm$^(-1)$ pentru soluții foarte diluate, dar pentru $v_(c\_D)$ fenoli există o bandă la aproximativ 1230 cm$^(-1)$ în contrast cu 1220-1125 cm$^(-1)$ pentru alcooli.

În spectrele PMR, semnalul de protoni al grupului $OH$ de fenoli se manifestă într-o gamă largă (4,0-12,0 ppm) în comparație cu alcooli, în funcție de natura și concentrația solventului, temperatură și prezența inter. - sau legături de hidrogen intramoleculare . Adesea, semnalul de protoni al grupului $OH$ este înregistrat la 8,5-9,5 m.h. în dimetil sulfoxid sau la 4,0-7,5 m.h, în $CCl_4$.

În spectrul de masă al fenolului, direcția principală de fragmentare este eliminarea particulelor $HCO$ și $CO$:

Figura 2.

Dacă radicalii alchil sunt prezenți în molecula de fenol, procesul primar va fi scindarea benzii.

Proprietățile chimice ale fenolilor

Spre deosebire de alcooli, care se caracterizează prin reacții cu scindarea atât a legăturilor $OH$ (proprietăți acido-bazice, formare de ester, oxidare etc.) cât și a legăturilor $CO$ (reacții de substituție nucleofilă, deshidratare, rearanjare), fenolii sunt mai tipici pentru reactii de primul tip. În plus, ele sunt caracterizate prin reacții de substituție electrofilă în inelul benzenic activat de o grupare hidroxil donatoare de electroni.

Proprietățile chimice ale fenolilor se datorează influenței reciproce a grupării hidroxil și a nucleului benzen.

Gruparea hidroxil are efect $-I-$ și + $M$. Acesta din urmă depășește semnificativ efectul $-I$, care determină $n-\pi$-conjugarea electronilor liberi de oxigen cu orbitalul $\pi$ al nucleului benzenic. Datorită conjugării $n-\pi$, lungimea legăturii $C - O$, mărimea momentului dipol și poziția benzilor de absorbție a legăturilor în spectrele IR scad în comparație cu etanol:

Câteva caracteristici ale fenolului și etanolului:

Figura 3

$n-\pi$-conjugarea duce la scăderea densităţii electronilor pe atomul de oxigen, astfel că polaritatea legăturii $O - H$ în fenoli creşte. În acest sens, proprietățile acide ale fenolilor sunt mai pronunțate decât cele ale alcoolilor. Aciditatea mai mare a fenolilor în comparație cu alcoolii se explică și prin posibilitatea delocalizării sarcinii în anionul fenolat, ceea ce duce la stabilizarea sistemului:

Figura 4

Diferența dintre aciditatea fenolului și a alcoolilor este indicată de constanta de disociere. Pentru comparație: Kd = $1,3 \cdot 10^(-10)$ pentru fenol și Kd = $10^(-18)$ pentru alcool etilic.

Prin urmare, fenolii, spre deosebire de alcooli, formează fenolați nu numai cu metalele alcaline, ci și prin interacțiunea cu alcalii:

Figura 5

Reacția fenolului cu metalele alcaline este destul de violentă și poate fi însoțită de o explozie.

Dar fenolul este un acid slab, chiar mai slab decât acidul carbonic ($K = 4,7 \cdot 10^(-7)$). Prin urmare, acidul carbonic înlocuiește fenolul din soluția de fenolat. Aceste reacții sunt utilizate pentru separarea fenolilor, alcoolilor sau acizilor carboxilici. Grupările de atragere de electroni din molecula de fenol sporesc semnificativ, în timp ce grupările donatoare slăbesc proprietățile acide ale fenol hidroxil.

În plus, fenolul este caracterizat printr-un număr de reacții de diferite direcții:

1. formarea de eteri și esteri;
2. reacții de alchilare și acilare;
3. reactii de oxidare

4. reacții de substituție electrofilă în inelul aromatic, inclusiv reacțiile:

   • halogenare,
   • sulfonare,
   • nitrozare,
   • formilare,
   • condensări cu aldehide și cetone,
   • carboxilarea.

Întrebarea 2. Fenolul, structura, proprietățile și aplicarea acestuia.

Răspuns. Fenolii sunt compuși organici derivați din hidrocarburi aromatice în care una sau mai multe grupări hidroxil sunt legate de un inel benzenic.

Cel mai simplu reprezentant al acestui grup de substanțe este fenolul sau acidul carbolic C 6 H 5 OH. Într-o moleculă de fenol, electronii π ai inelului benzenic atrag perechile singure de electroni ai atomului de oxigen al grupării hidroxil, în urma cărora mobilitatea atomului de hidrogen din acest grup crește.

Proprietăți fizice

Substanță cristalină solidă incoloră, cu un miros caracteristic înțepător, se oxidează în aer în timpul depozitării și capătă o culoare roz, slab solubilă în apă rece, dar ușor solubilă în apă fierbinte. Punct de topire - 43 °C, punctul de fierbere - 182 °C. Antiseptic puternic, foarte otrăvitor.

Proprietăți chimice

Proprietățile chimice se datorează influenței reciproce a grupării hidroxil și a inelului benzenic.

Reacții pe inelul benzenic

1. Bromurare:

C 6 H 5 OH + 3Br 2 \u003d C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr.

2,4,6-tribromofenol (precipitat alb)

2. Interacțiune cu acidul azotic:

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 \u003d C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O.

2,4,6-trinitrofenol (acid picric)

Aceste reacții au loc în conditii normale(fără încălzire și catalizatori), în timp ce nitrarea benzenului necesită temperatură și catalizatori.

Reacții la grupa hidroxi

1. Ca și alcoolii, interacționează cu metalele active:

2C 6 H 5 OH + 2Na \u003d 2C 6 H 5 ONa + H 2.

fenolat de sodiu

2. Spre deosebire de alcooli, interacționează cu alcalii:

C 6 H 5 OH + NaOH \u003d C 6 H 5 ONa + H 2 O.

Fenolații sunt ușor descompuși de acizi slabi:

a) C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 \u003d C 6 H 5 OH + NaHCO 3;

b) C 6 H 5 ONa + CH 3 I + CO 2 \u003d C 6 H 5 OCH 3 + NaI.

metilfenil eter

3. Interacțiunea cu derivații de halogen:

C 6 H 5 OH + C 6 H 5 I \u003d C 6 H 5 OC 2 H 5 + HI

etil fenil eter

4. Interacțiune cu alcooli:

C 6 H 5 OH + HOC 2 H 5 \u003d C 6 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O.

5. Reacție calitativă:

3C 6 H 5 OH + FeCl 3 \u003d (C 6 H 5 O) 3 Fe ↓ + 3HCl.

fenolat de fier (III).

Fenolatul de fier (III) are o culoare maro-violet cu miros de cerneală (cerneală).

6. Direcționare:

C 6 H 5 OH + CH 3 COOH \u003d C 6 H 5 OCOCH 3 + H 2 O.

7. Copolicondensare:

C6H5OH + CH2O + ... → - n. –.

metanal -H 2 O răşină fenol-formaldehidă

chitanta

1. Din gudron de cărbune.

2. Obținerea din derivați clorurați:

C 6 H 5 Cl + NaOH \u003d C 6 H 5 ONa + HCl,

2C 6 H 5 ONa + H 2 SO 4 \u003d 2C 6 H 5 OH + Na 2 SO 4.

3. Metoda Cumol:

C 6 H 6 + CH 2 CHCH 3 C 6 H 5 CH (CH 3) 2,

C 6 H 5 CH (CH 3 ) 2 + O 2 С 6 H 5 C (CH 3) 2 OOH C 6 H 5 OH + CH 3 COCH 3.

fenol acetonă

Aplicație

1. Ca antiseptic folosit ca dezinfectant.

2. În producția de materiale plastice (rășină fenol-formaldehidă).

3. În producția de explozibili (trinitrofenol).

4. În producția de fotoreactivi (dezvoltatori pentru hârtie alb-negru).

5. În producția de medicamente.

6. În producția de vopsele (guașă).

7. În producția de materiale sintetice.

Întrebarea 3. După 200 g de soluție 40% KOH, s-au trecut 1,12 litri de CO2. Determinați tipul și masa sării formate.

Răspuns.

Dat: Găsiți: tipul și masa de sare.

V (CO 2) \u003d 1,12 l.

Soluţie

m(KOH anhidru)= 200*0,4=80g.

x 1 g 1,12 l x 2 g

2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O.

v: 2 mol 1 mol 1 mol

M: 56 g/mol - 138 g/mol

m: 112g -- 138g

x 1 \u003d m (KOH) \u003d (1,12 * 112) / 22,4 \u003d 5,6 g,

x 2 \u003d m (K 2 CO 3) \u003d 138 * 1,12 / 22,4 \u003d 6,9 g.

Deoarece KOH este luat în exces, s-a format o sare medie de K2CO3, și nu KHCO3 acid.

Răspuns: m(K 2 CO 3) \u003d 6,9 g.

BILETUL #3

Intrebarea 1.Teoria structurii compușilor organici. Valoarea teoriei pentru dezvoltarea științei.

Răspuns.În 1861, omul de știință rus Alexander Mikhailovici Butlerov a formulat principalele prevederi ale teoriei structurii substanțelor organice.

1. Moleculele compușilor organici sunt formate din atomi interconectați într-o anumită secvență în funcție de valența lor (C-IV, H-I, O-II, N-III, S-II).

2. Proprietățile fizice și chimice ale unei substanțe depind nu numai de natura atomilor și de raportul lor cantitativ în moleculă, ci și de ordinea conexiunii atomilor, adică de structura moleculei.

3. Proprietățile chimice ale unei substanțe pot fi determinate prin cunoașterea structurii sale moleculare. În schimb, structura unei molecule a unei substanțe poate fi stabilită experimental prin studierea transformărilor chimice ale unei substanțe.

4. În molecule, există o influență reciprocă a atomilor sau a grupurilor de atomi unul asupra celuilalt:

CH 3 - CH 3 (t fierbe = 88,6 0 С), CH 3 - CH 2 - CH 3 (t fierbe, \u003d 42,1 0 С)

etan propan

Pe baza teoriei sale, Butlerov a prezis existența izomerilor compușilor, de exemplu, doi izomeri ai butanului (butan și izobutan):

CH 3 -CH 2 - CH 2 -CH 3 (fierbe t = 0,5 0 C),

CH 3 -CH (CH 3) - CH 3 (t kip \u003d -11,7 0 C).

2-metilpropan sau izobutan

Izomerii sunt substanțe care au aceeași compoziție moleculară, dar structură chimică diferită și, prin urmare, au proprietăți diferite.

Dependența proprietăților substanțelor de structurile lor este una dintre ideile care stau la baza teoriei structurii substanțelor organice de A.M. Butlerov.

Valoarea teoriei lui A.M. Butlerov

1. a răspuns principalelor „contradicții” ale chimiei organice:

a) Varietatea compușilor carbonului

b) discrepanță aparentă între valență și substanțele organice:

c) proprietăţi fizice şi chimice diferite ale compuşilor având aceeaşi formulă moleculară (C 6 H 12 O 6 - glucoză şi fructoză).

2. A făcut posibilă prezicerea existenței unor noi substanțe organice și, de asemenea, indicarea modalităților de obținere a acestora.

3. A făcut posibilă prevederea diferitelor cazuri de izomerie, prezicerea posibilelor direcții ale reacțiilor.

Intrebarea 2. Tipuri de legături chimice în compușii organici și organici.

Răspuns: Principala forță motrice care duce la formarea unei legături chimice este efortul atomilor de a completa nivelul de energie externă.

Legătură ionică- o legătură chimică realizată datorită atracției electrostatice între ioni. Formarea legăturilor ionice este posibilă numai între atomi ale căror valori de electronegativitate sunt foarte diferite.

Compușii ionici includ halogenuri și oxizi ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase (NAI, KF, CACI 2, K 2 O, LI 2 O).

Ionii pot consta, de asemenea, din mai mulți atomi, legăturile dintre care nu sunt ionice:

NaOH \u003d Na + + OH -,

Na 2 SO 4 \u003d 2Na + + SO 4 2-.

Trebuie remarcat faptul că proprietățile ionilor diferă semnificativ de proprietățile atomilor și moleculelor corespondente ale substanțelor simple: Na este un metal care reacționează violent cu apa, ionul Na + se dizolvă în el; H 2 - se dizolvă în el; H 2 - un gaz fără culoare, gust și miros, ionul H + dă soluției un gust acru, schimbă culoarea turnesolului (în roșu).

Proprietățile compușilor ionici

1. Compușii ionici sunt electroliți. Curentul electric este condus doar de soluții și topituri.

2. Fragilitate mare a substantelor cristaline.

legătură covalentă- o legătură chimică realizată prin formarea de perechi de electroni comuni (de legătură).

Legătura covalentă nepolară- O legătură formată între atomi care au aceeași electronegativitate. Cu o legătură nepolară covalentă, densitatea de electroni a unei perechi comune de electroni este distribuită în spațiu simetric față de nucleele atomilor comuni (H 2, I 2, O 2, N 2).

Legătură polară covalentă - o legătură covalentă între atomi cu electronegativitate diferită (dar nu foarte diferiți unul de celălalt) (H 2 S, H 2 O, NH 3).

Conform mecanismului donor-acceptor, se formează NH+4, H3, O+, SO3, NO2. În cazul apariției ionului NH + 4, atomul de azot este un donor, oferind pentru uz comun o pereche de electroni neîmpărtășită, iar un ion de hidrogen este acceptor, acceptând această pereche și furnizând propriul orbital pentru aceasta. În acest caz, se formează o legătură donor-acceptor (coordonare). Atomul acceptor capătă o sarcină negativă mare, iar atomul donor capătă una pozitivă.

Compușii cu o legătură polară covalentă au puncte de fierbere și de topire mai mari decât substanțele cu o legătură covalentă nepolară.

În moleculele compușilor organici, legătura atomilor este polară covalentă.

În astfel de molecule, are loc hibridizarea (amestecarea orbitalilor și alinierea lor conform formulei și energiei) a orbitalilor de valență (externi) ai atomilor de carbon.

Orbitii hibrizi se suprapun și se formează legături chimice puternice.

Legături metalice- o legătură realizată de electroni relativ liberi între ionii metalici dintr-o rețea cristalină. Atomii de metal donează cu ușurință electroni, transformându-se în ioni încărcați pozitiv. Electronii detașați se mișcă liber între ionii metalici pozitivi, adică. sunt socializați de ionii metalici, adică. sunt socializați și se mișcă în jurul întregii piese de metal, care este în general neutră din punct de vedere electric.

Proprietățile metalelor.

1. Conductivitate electrică. Se datorează prezenței electronilor liberi capabili să creeze un curent electric.

2. Conductivitate termică. Datorita acelorasi.

3. Maleabilitatea și plasticitatea. Ionii și atomii de metal dintr-o rețea metalică nu sunt conectați direct unul cu celălalt, iar straturile individuale de metal se pot mișca liber unul față de celălalt.

Legătură de hidrogen- pot fi intermoleculare și intramoleculare.

Legătura intermoleculară de hidrogen se formează între atomii de hidrogen ai unei molecule și atomii unui element puternic electronegativ (F, O, N) al altei molecule. Această legătură determină punctele de fierbere și de topire anormal de ridicate ale unor compuși (HF, H 2 O). În timpul evaporării acestor substanțe, legăturile de hidrogen sunt rupte, ceea ce necesită cheltuirea de energie suplimentară.

Motivul legăturii de hidrogen: atunci când un singur electron este donat atomului „propriu” al unui element electronegativ, hidrogenul capătă o sarcină pozitivă relativ puternică, care interacționează apoi cu o pereche de electroni neîmpărțită a unui atom „străin” al unui element electronegativ. .

Legături de hidrogen intramoleculare are loc în interiorul moleculei. Această legătură determină structura acizilor nucleici (dublu helix) și structura secundară (heliicală) a proteinei.

Legătura de hidrogen este mult mai slabă decât legătura ionică sau covalentă, dar mai puternică decât interacțiunea intermoleculară.

Întrebarea 3. Pentru a rezolva o sarcină. 20 g de nitrobenzen au fost supuse unei reacţii de reducere. Aflați masa de anilină formată dacă randamentul de reacție este de 50%.

Răspuns.

Dat: Aflați: m(C6H6NH2).

m (C 6 H 6 NO 2) \u003d 20 g,

Soluţie

(C6H6NO2) + 3H2 = C6H6NH2 + 2H20.

v: 1 mol 1 mol

M: 123 g/mol 93 g/mol

x \u003d m teor (C 6 H 6 NH 2) \u003d 20 * 93 / 123 \u003d 15g,

m practic \u003d 15 * 0,5 \u003d 7,5 g.

Răspuns: 7,5 g

Biletul numărul 4

Proprietăți Metal	Li, K, Rb, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Restabilire (donează electroni)	Crescând
Interacțiunea cu oxigenul atmosferic	Se oxidează rapid la temperaturi normale	Se oxidează lent la temperatură normală sau la încălzire	A nu se oxida
Interacțiunea cu apa	Se eliberează H2 şi se formează hidroxid	Când este încălzit, hidrogenul este eliberat și se formează hidroxid	Nu înlocuiește hidrogenul din apă
Interacțiunea cu acizii	Înlocuiește hidrogenul din acizii diluați	Nu va înlocui hidrogenul din acizii diluați
Capacitate de oxidare (atașarea electronilor)	Crescând

Intrebarea 1. Proprietăți generale ale metalelor. Caracteristicile structurii atomilor .

Răspuns. Atomii de metal donează relativ ușor electroni de valență și sunt transformați în ioni încărcați pozitiv. Prin urmare, metalele sunt agenți reducători. Aceasta este principala și cea mai generală proprietate chimică a metalelor. Compușii metalici prezintă doar stări de oxidare pozitive. Capacitatea de reducere a diferitelor metale nu este aceeași și crește în seria electrochimică a tensiunilor metalice de la Au la Li.

Proprietăți fizice

1. Conductivitate electrică. Se datorează prezenței electronilor liberi în metale, care formează un curent electric (mișcarea dirijată a electronilor).

2. Conductivitate termică.

3. Maleabilitatea și plasticitatea.

Metale cu ρ<5 г /см 3 – легкие, c ρ >5 g / cm 3 - grele.

Metale cu punct de topire scăzut: c t pl< 1000 0 C ,тугоплавкие – c t пл >10000C.

Scheme de interacțiune a metalelor cu acidul sulfuric.

H 2 SO 4 diluat dizolvă metalele situate într-o serie de potențiale standard de electrozi (seria de activitate a metalului) în hidrogen:

M + H2S04 (dec.) → sare + H2

(M = (Li → Fe) în seria activității metalului).

În acest caz, se formează sarea și apa corespunzătoare.

Cu Ni, H2SO4 diluat reacționează foarte lent; cu Ca, Mn și Pb, acidul nu reacționează. Sub acțiunea acidului, pe suprafața plumbului se formează o peliculă de PbSO4, protejând-o de interacțiunea ulterioară cu acidul.

concentrat H 2 SO 4 la temperatura obișnuită nu interacționează cu multe metale. Cu toate acestea, atunci când este încălzit, acidul concentrat reacționează cu aproape toate metalele (cu excepția Pt, Au și a altora). În acest caz, acidul este redus la H2S sau SO2:

M + H2SO4 (conc.) → sare + H2O + H2S (S, SO2).

În aceste reacții nu se eliberează hidrogen, dar se formează apă.

Scheme de interacțiune a metalelor cu acidul azotic.

Când metalele interacționează cu HNO3, hidrogenul nu este eliberat; se oxidează formând apă. În funcție de activitatea metalului, acidul poate fi redus la compuși.

5 +4 +2 +1 0 -3 -3

HNO 3 → NO 2 → NO → N 2 O → N 2 → NH 3 (NH 4 NO 3).

În acest caz, se formează și o sare de acid azotic.

Diluat HNO 3 reacționează cu multe metale (excepție: Ca, Cr, Pb, Au) cel mai adesea cu formarea de NH 3, NH 4 NO 3, N 2 sau NO:

M + HNO3 (razb.) → sare + H2O + NH3 (NH4NO3, N2, NO).

concentrat HNO 3 interacționează în principal cu metalele grele pentru a forma N 2 O sau NO 2:

M + HNO3 (conc.) → sare + H2O + N2O (NO2).

La temperatura obișnuită, acest acid (un agent oxidant puternic) nu reacționează cu Al, Cr, Fe și Ni. Le transformă cu ușurință într-o stare pasivă (pe suprafața metalului se formează o peliculă densă de oxid de protecție, care împiedică metalul să intre în contact cu mediul).

Intrebarea 2. amidon și celuloză. Comparați structura și proprietățile lor. Aplicarea lor.

Răspuns. Structura amidonului: legătură structurală - restul moleculei

α-glucoza. Structura celulozei: o unitate structurală-rezidu al moleculei de β-glucoză.

Proprietăți fizice

Amidonul este o pulbere albă, crocantă, care este insolubilă în apă rece. În apa fierbinte se formează o soluție coloidală-pastă.

Celuloza este o substanță fibroasă dură care este insolubilă în apă și solvenți organici.

Proprietăți chimice

1. Celuloza amidonului este supusă hidrolizei:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O \u003d nC 6 H 12 O 6.

Hidroliza amidonului produce alfa-glucoză, în timp ce hidroliza celulozei produce beta-glucoză.

2. Amidonul cu iod dă o culoare albastră (spre deosebire de celuloză).

3. Amidonul este digerat în sistemul digestiv uman, dar celuloza nu este digerată.

4. Celuloza se caracterizează prin reacția de esterificare:

[(C6H7O2) (OH)3] n + 3nHONO2 (conc.) [(C6H7O2) (ONO2)3] n + 3nH2O.

trinitroceluloză

5. Moleculele de amidon au structuri atât liniare, cât și ramificate. Moleculele de celuloză, pe de altă parte, au o structură liniară (adică nu ramificată), datorită căreia celuloza formează cu ușurință fibre.Aceasta este principala diferență dintre amidon și celuloză.

6. Arderea amidonului și a celulozei:

(C 6 H 10 O 5) n + O 2 \u003d CO 2 + H 2 O + Q.

Fără acces la aer, are loc descompunerea termică. Se formează CH3O, CH3COOH, (CH3)2CO etc.

Aplicație

1. Prin hidroliză, ele sunt transformate în flux și glucoză.

2. Ca produs valoros și hrănitor (principalul carbohidrat al hranei umane este pâinea, cerealele, cartofii).

3. În producția de pastă.

4. În producția de vopsele (agent de îngroșare)

5. În medicină (pentru prepararea unguentelor, pulberilor).

6. Pentru amidonarea lenjeriei.

Celuloză:

1. În producția de fibre de acetat, plexiglas, film ignifug (celofan).

2. La fabricarea pulberii fără fum (trinitroceluloză).

3. În producția de celuloid și kolodite (dinitroceluloză).

Întrebarea 3. La 500 de grame de soluție 10% de NACL s-au adăugat 200 de grame de soluție 5% din aceeași substanță, apoi alte 700 de grame de apă. Aflați concentrația procentuală a soluției rezultate.

Răspuns. Găsiți:m 1 (NaCl) \u003d 500g

Dat:

ω 1 (NaCl) \u003d 10%

m 2 (NaCl) \u003d 200g

Soluţie

m 1 (NaCl, anhidru) \u003d 500 * 10\100 \u003d 50 g,

m 2 (NaCl, anhidru) \u003d 200 * 5 \ 100 \u003d 10 g,

m (r-ra) \u003d 500 + 200 + 700 \u003d 1400g,

m total (NaCl)=50+10=60g,

ω 3 (NaCl) \u003d 60 \ 1400 * 100% \u003d 4,3%

Răspuns: ω 3 (NaCl) \u003d 4,3%

BILETUL #5

Intrebarea 1. Acetilenă. Structura, proprietățile, prepararea și aplicarea acestuia.

Răspuns. Acetilena aparține clasei alchinelor.

Hidrocarburile de acetelenă, sau alchinele, sunt hidrocarburi nesaturate (nesaturate) cu formula generală, în moleculele cărora există o legătură triplă între atomii de carbon.

Structura electronică

Carbonul din molecula de acetilenă este în stare sp- hibridizare. Atomii de carbon din această moleculă formează o legătură triplă, constând din două legături și o legătură σ.

Formulă moleculară: .

Formula grafică: H-C≡ C-H

Proprietăți fizice

Gaz, mai ușor decât aerul, ușor solubil în apă, în formă pură, aproape inodor, incolor, = - 83,6. (În seria alchinelor, pe măsură ce greutatea moleculară a alchinei crește, punctele de fierbere și de topire cresc.)

Proprietăți chimice

1. Combustie:

2. Conexiune:

a) hidrogen:

b) halogen:

C2H2 + 2Cl2 \u003d C2H2Cl4;

1,1,2,2-tetrocloretan

c) halogenură de hidrogen:

HC≡CH + HCl = CHCI

clorură de vinil

CH 2 \u003d CHCl + HCl \u003d CH 3 -CHCl 2

1,1-dicloretan

(după regula lui Markovnikov);

d) apă (reacția Kucherov):

HC \u003d CH + H 2 O \u003d CH 2 \u003d CH-OH CH 3 -CHO

alcool vinilic acetaldehidă

3. Înlocuire:

HC≡CH + 2AgNO3 + 2NH4 = AgC≡CAg↓+ 2NH4NO3 + 2H2O.

acetilenidă de argint

4. Oxidare:

HC≡CH + + H2O → HOOC-COOH (-KMnO 4).

acid oxalic

5. Trimerizare:

3HC≡CH t, cat

6. Dimerizare:

HC≡CH + HC≡CH CAT. HC≡C - HC=CH2

vinilacetilenă

chitanta

1. Dehidrogenarea alcanilor (cracarea fracțiilor petroliere lichide):

C 2 H 6 \u003d C 2 H 2 + 2H 2.

2. Din gaze naturale (cracarea termică a metanului):

2CH4C2H2 + 3H2

3. Mod de carbură:

CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

Aplicație

1. În producția de clorură de vinil, acetaldehidă, acetat de vinil, cloropren, acid acetic și alte substanțe organice.

2. În sinteza cauciucului și a rășinilor clorură de polivinil.

3. În producția de clorură de polivinil (piele).

4. În producția de lacuri, medicamente.

5. La fabricarea explozivilor (acetilide).

Figura arată relația dintre diferitele metode de producere a fenolului, iar în tabel sub aceleași numere sunt dați indicatorii lor tehnici și economici (în % față de metoda sulfonatului).

Orez. 1.1. Metode de producere a fenolului

Tabelul 1.3

Indicatori tehnici și economici ai producției de fenol

	Metode
Indicator	1	2	3	4	5	6
Cheltuieli de capital	100	83	240	202	208	202
Costul materiei prime	100	105	58	69	72	45
Pretul	100	96	70	73	76	56

Astfel, din punct de vedere economic, procesul de cumene care este cel mai solicitat în prezent este cel mai oportun. Procesele industriale care au fost utilizate la un moment dat pentru a produce fenol sunt descrise pe scurt mai jos.

1. Procesul sulfonat a fost primul proces fenolic implementat la scară industrială de BASF în 1899. Această metodă se bazează pe sulfonarea benzenului cu acid sulfuric, urmată de topirea alcalină a acidului sulfonic. În ciuda utilizării de reactivi agresivi și a generării unei cantități mari de deșeuri de sulfit de sodiu, această metodă a fost folosită de aproape 80 de ani. În SUA, această producție a fost închisă abia în 1978.

2. În 1924, compania Dow Chemical a dezvoltat un proces de producere a fenolului, inclusiv reacția de clorurare a benzenului și hidroliza ulterioară a monoclorobenzenului ( proces de hidroliză catalitică a benzenului halogenat ). O tehnologie similară independent a fost dezvoltată de firma germană I.G. Farbenindustrie Co. Ulterior, stadiul de obținere a monoclorobenzenului și stadiul hidrolizei acestuia au fost îmbunătățite, iar procesul a fost numit „procedeul Raschig”. Randamentul total de fenol în două etape este de 70-85%. Acest proces a fost metoda principală de producere a fenolului timp de câteva decenii.

3. Procesul ciclohexan , dezvoltat de Scientific Design Co., se bazează pe oxidarea ciclohexanului într-un amestec de ciclohexanonă și ciclohexanol, care este apoi dehidrogenat pentru a forma fenol. În anii 1960, Monsanto a folosit această metodă timp de câțiva ani la una dintre fabricile sale din Australia, dar mai târziu a trecut la metoda cumenului pentru producerea fenolului.

4. În 1961, Dow Chemical of Canada a vândut proces prin descompunerea acidului benzoic , aceasta este singura metodă pentru sinteza fenolului bazată pe utilizarea de materii prime non-benzene. Ambele reacții au loc în fază lichidă. Prima reacție. oxidarea toluenului. a fost folosit în Germania deja în timpul celui de-al Doilea Război Mondial pentru a produce acid benzoic. Reacția se desfășoară în condiții destul de blânde, cu un randament ridicat. Al doilea pas este mai dificil din cauza dezactivării catalizatorului și a selectivității scăzute a fenolului. Se crede că realizarea acestui pas în faza gazoasă poate face procesul mai eficient. În prezent, această metodă este utilizată în practică, deși ponderea sa în producția mondială de fenol este de doar aproximativ 5%.

5. Metoda de sinteză prin care astăzi se obține cea mai mare parte a fenolului produs în lume - procesul cumenului - deschis de un grup de chimiști sovietici conduși de profesorul P. G. Sergeev în 1942. Metoda se bazează pe oxidarea cumenului de hidrocarbură aromatică (izopropilbenzen) cu oxigenul atmosferic, urmată de descompunerea hidroperoxidului rezultat diluat cu acid sulfuric. În 1949, prima fabrică de cumen din lume a fost pusă în funcțiune în orașul Dzerjinsk, regiunea Gorki. Înainte de aceasta, hidroperoxizii erau considerați a fi produși intermediari instabili ai oxidării hidrocarburilor. Chiar și în practica de laborator, acestea nu au fost aproape niciodată folosite. În Occident, metoda cumenului a fost dezvoltată la sfârșitul anilor 1940 și este parțial cunoscută sub numele de procesul Hock, după un om de știință german care mai târziu a descoperit independent calea cumenului pentru sinteza fenolului. La scară industrială, această metodă a fost folosită pentru prima dată în Statele Unite la începutul anilor 1950. De atunci, timp de multe decenii, procesul cumenului a devenit un model de tehnologie chimică în întreaga lume.

În ciuda tehnologiei bine stabilite și a experienței îndelungate de operare, metoda cumenului are o serie de dezavantaje. În primul rând, aceasta este prezența unui compus intermediar exploziv (hidroperoxid de cumen), precum și metoda în mai multe etape, care necesită costuri de capital crescute și îngreunează obținerea unui randament ridicat de fenol pe baza benzenului inițial. Deci, cu un randament de produs util de 95% la fiecare dintre cele trei etape, randamentul final va fi de doar 86%. Aproximativ acest randament de fenol dă metoda cumenului în prezent. Dar cel mai important și fundamental dezavantaj al metodei cumenului este legat de faptul că acetona se formează ca produs secundar. Această împrejurare, care a fost văzută inițial ca un punct forte al metodei, devine o problemă din ce în ce mai serioasă, deoarece acetona nu găsește o piață echivalentă. În anii 1990, această problemă a devenit deosebit de vizibilă după crearea unor noi metode de sinteza a metacrilatului de metil prin oxidarea hidrocarburilor C4, care au redus drastic nevoia de acetonă. Acuitatea situației este evidențiată de faptul că în Japonia a fost dezvoltată o tehnologie care prevede reciclarea acetonei. În acest scop, la schema tradițională de cumen se adaugă încă două etape, hidrogenarea acetonei la alcool izopropilic și deshidratarea acestuia din urmă la propilenă. Propilena rezultată este din nou returnată la etapa de alchilare a benzenului. În 1992, Mitsui a lansat o producție pe scară largă de fenol (200.000 tone/an) bazată pe această tehnologie de cumen în cinci etape.

Orez. 1.2. Reciclarea acetonei în propilenă

Sunt propuse și alte modificări similare ale metodei cumenului care ar atenua problema acetonei. Cu toate acestea, toate duc la o complicație semnificativă a tehnologiei și nu pot fi considerate ca o soluție promițătoare a problemei. Prin urmare, cercetările axate pe căutarea unor noi căi de sinteza a fenolului, care să se bazeze pe oxidarea directă a benzenului, au căpătat un caracter deosebit de intensiv în ultimul deceniu. Se lucrează în principal în următoarele domenii: oxidarea cu oxigen molecular, oxidarea cu donatori de oxigen monoatomici și oxidarea conjugată. Să luăm în considerare mai detaliat direcțiile de căutare a unor noi modalități de sinteză a fenolului.