벤조산은 식품 방부제 및 기타 많은 유기 화합물의 전구체로 사용되는 무색 결정성 고체입니다. 톨루엔이나 벤젠으로부터 합성할 수 있습니다.
| IUPAC 이름 | 벤조산 |
| 분자식 | C7H6O2 |
| CAS 번호 | 65-85-0 |
| 동의어 | 카르복시벤젠, 벤젠포름산, 페닐포름산, 벤젠카르복실산, E210 |
| 인치 | InChI=1S/C7H6O2/c8-7(9)6-4-2-1-3-5-6/h1-5H,(H,8,9) |
몰 질량 of Benzoic acid
벤조산의 몰질량은 122.12 g/mol입니다. 카르복실산 작용기에 벤젠 고리가 결합된 간단한 유기 화합물입니다. 몰 질량은 화합물의 단일 분자에 존재하는 모든 원자의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 벤조산의 경우 공식은 C7H6O2이므로 몰 질량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
7(12.01) + 6(1.01) + 2(16.00) = 122.12g/mol
몰 질량을 아는 것은 화학 반응에 필요한 벤조산의 양을 결정하고 농도 및 밀도와 같은 기타 특성을 계산하는 데 중요합니다.
벤조산의 구조
벤조산의 구조는 카르복실산 작용기에 부착된 벤젠 고리로 구성됩니다. 벤젠 고리는 교대로 이중 결합이 있는 6원 탄소 고리이고, 카르복실산 그룹은 산소 원자에 이중 결합된 탄소 원자와 하이드록실 그룹에 대한 단일 결합으로 구성됩니다. 벤조산의 구조는 화학적, 물리적 특성을 결정하는 데 중요합니다.
벤조산 공식
벤조산의 화학식은 C7H6O2입니다. 이 공식은 벤조산의 각 분자에 7개의 탄소 원자, 6개의 수소 원자 및 2개의 산소 원자가 포함되어 있음을 알려줍니다. 이 공식은 벤조산의 몰 질량과 분자량뿐만 아니라 화합물에 존재하는 원소의 비율을 결정하는 데 사용됩니다.
벤조산의 녹는점
벤조산의 녹는점은 122.4°C입니다. 이는 고체 형태의 벤조산이 녹아 액체로 변하기 시작하는 온도입니다. 녹는점은 순도, 결정 구조, 분자간 힘과 같은 요인의 영향을 받습니다. 벤조산은 인접한 분자의 카르복실산 그룹 사이의 수소 결합으로 인해 발생하는 강한 분자간 힘으로 인해 상대적으로 높은 녹는점을 갖습니다.
BzOH의 끓는점
BzOH의 끓는점은 249°C입니다. 이는 액체 형태의 BzOH가 기화되어 가스로 변하기 시작하는 온도입니다. 물질의 끓는점은 분자간 힘, 압력, 불순물의 존재 등의 요인에 의해 영향을 받습니다. BzOH는 인접한 분자의 카르복실산 기 사이의 수소 결합으로 인해 발생하는 강한 분자간 힘으로 인해 상대적으로 높은 끓는점을 갖습니다.
BzOH 밀도 g/ml
BzOH의 밀도는 1.265g/mL입니다. 이는 특정 온도와 압력에서 BzOH 1밀리리터의 질량입니다. 밀도는 주어진 부피에서 물질의 질량을 결정하는 데 사용되는 중요한 물리적 특성입니다. BzOH의 밀도는 온도 및 압력과 같은 요인의 영향을 받습니다.
분자량 BzOH
BzOH의 분자량은 122.12 g/mol입니다. 이것은 BzOH 분자의 질량입니다. 분자량은 특정 물질 질량에 포함된 분자 수를 결정하는 데 사용됩니다. 분자를 구성하는 모든 원자의 원자 질량을 더하여 계산됩니다.
| 모습 | 백색 결정 |
| 비중 | 1,265g/cm³ |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 약하다, 기분 좋다 |
| 몰 질량 | 122.12g/몰 |
| 밀도 | 1,265g/cm³ |
| 융합점 | 250°F |
| 비점 | 249°C |
| 플래시 도트 | 121°C |
| 물에 대한 용해도 | 3.8g/L |
| 용해도 | 에탄올, 에테르, 벤젠 및 클로로포름에 용해됩니다. 물에 약간 용해됨 |
| 증기압 | 25°C에서 0.00027mmHg |
| 증기 밀도 | 4.2(공기=1) |
| pKa | 4.2 |
| pH | 2.7 – 3.5 |
벤조산의 안전성과 위험성
벤조산(BzOH)은 잘못 취급할 경우 위험할 수 있습니다. 피부와 눈에 자극을 주며 고농도로 흡입하면 호흡기 자극을 일으킬 수 있습니다. 다량의 BzOH를 섭취하면 메스꺼움, 구토, 복통을 유발할 수도 있습니다. 이 화합물은 가연성이며 열이나 화염에 노출되면 발화될 수 있습니다. 적절한 보호 장비를 착용하고 피부, 눈, 점막과의 접촉을 피하고 BzOH를 주의해서 취급하는 것이 중요합니다. 우발적으로 노출된 경우, 영향을 받은 부위를 물로 헹구고 필요한 경우 의사의 진료를 받아야 합니다. 환경 오염을 방지하려면 적절한 보관 및 폐기 절차도 따라야 합니다.
| 위험 기호 | 11 |
| 보안 설명 | 피부와 눈에 닿지 않도록 하십시오. 보호 장갑/고글을 착용하십시오. 눈에 들어간 경우에는 즉시 다량의 물로 씻어내고 의사의 진료를 받으십시오. 열과 호환되지 않는 물질로부터 멀리 떨어진 건조한 곳에 보관하십시오. 용기를 단단히 닫아 보관하십시오. |
| AN 식별자 | UN 3077(ADR/RID), UN 1220(IMDG), UN 3077(ICAO) |
| HS 코드 | 2916.31.00 |
| 위험 등급 | 9 (기타 위험물 및 물건) |
| 포장그룹 | III |
| 독성 | 벤조산은 상대적으로 독성이 없으며 쥐의 경구 LD50은 1700~1940mg/kg입니다. 고농도 흡입 시 피부 및 눈 자극은 물론 호흡기 자극을 유발할 수 있습니다. 다량을 섭취하면 위장 장애를 일으킬 수도 있습니다. |
벤조산의 합성 방법
벤조산(BzOH)은 다양한 방법으로 합성할 수 있습니다.
일반적인 방법은 과망간산칼륨이나 크롬산을 사용하여 톨루엔이나 염화벤질을 산화시키는 것이다. 또 다른 방법은 열과 압력이 있는 상태에서 벤젠을 이산화탄소 및 구리나 산화마그네슘과 같은 금속 촉매와 반응시키는 것입니다.
BzOH는 수산화나트륨과 같은 강염기를 사용하여 벤즈아미드, 염화벤조일 또는 벤조트리플루오라이드를 가수분해하여 얻을 수 있습니다. 이 과정을 통해 BzOH와 해당 아민 또는 알코올이 생성됩니다. 대안적으로, BzOH는 벤질 알코올을 과망간산칼륨 또는 중크롬산나트륨과 반응시켜 얻을 수 있습니다.
마그네슘과 알킬 또는 아릴 할라이드를 이산화탄소와 반응시켜 형성된 그리냐르 시약을 사용하여 BzOH를 합성할 수 있습니다. 생성된 카르복실산을 BzOH로 전환하기 위해 용액을 산성화할 수 있습니다.
BzOH는 코발트 또는 망간 촉매가 있는 상태에서 톨루엔을 산화시켜 생산할 수 있습니다. 이 방법은 특히 대규모 생산에 유용합니다.
이러한 각 합성 방법은 특정 응용 분야와 생산 규모에 따라 장점과 단점을 가지고 있습니다. 비용, 효율성, 환경에 미치는 영향 등의 요소를 고려하여 가장 적절한 방법을 선택하는 것이 중요합니다.
벤조산의 용도
- 사람들은 일반적으로 벤조산(BzOH)을 식품 방부제로 사용합니다. 왜냐하면 벤조산(BzOH)이 박테리아와 곰팡이의 성장을 억제할 수 있기 때문입니다.
- 제조업체는 염료, 향수 및 의약품을 포함한 다양한 화학 물질 합성의 중간체로 사용합니다.
- 생산자는 PVC 및 기타 플라스틱 생산에 사용되는 벤질 벤조에이트와 같은 가소제 제조에 BZOH를 사용합니다.
- 이는 수지, 접착제, 소독제 제조에 사용되는 페놀 생산에 필수적인 역할을 합니다.
- 제조업체는 곰팡이와 박테리아의 성장을 방지하기 위해 애완동물 사료에 BZOH를 첨가합니다.
- 이는 여드름 치료에 사용되는 과산화벤조일의 전구체 역할을 합니다.
- 생산자는 폴리에스테르, 나일론, 폴리우레탄을 포함한 다양한 유형의 폴리머 생산에 BZOH를 사용합니다.
- 업계에서는 이를 수지, 오일, 왁스를 포함한 다양한 유기 화합물의 용매로 사용합니다.
- 제조업체는 식품 방부제 및 항균제로 사용되는 벤조산 나트륨과 같은 다양한 유형의 염 생산에 BZOH를 사용합니다.
- BZOH는 세탁용 세제, 식기세척용 세제, 세척제 등 다양한 종류의 세제 생산에 사용됩니다.
질문:
Q: 벤조산은 물에 용해되나요?
A: BzOH는 물에 잘 녹지 않으며, 용해도는 25°C에서 3.4g/L입니다. 그러나 에탄올이나 아세톤과 같은 유기용매에는 더 잘 녹습니다.
Q: 벤조산은 강산인가요?
A: 아니요, BzOH는 약산입니다. 물에서는 부분적으로 해리되어 하이드로늄 이온과 벤조에이트 이온을 형성합니다. 해리 상수(Ka)는 6.5 x 10^-5로 약산성을 나타냅니다.
Q: 0.20M 벤조산(C6H5COOH) 용액의 pH는 2.45입니다. 벤조산의 Ka는 무엇입니까?
A: BzOH의 Ka는 용액의 pH와 산의 농도를 사용하여 계산할 수 있습니다. pH 2.45와 BzOH 해리 방정식을 사용하여 Ka는 6.5 x 10^-5로 계산됩니다.
Q: 벤조산은 극성인가요, 비극성인가요?
A: 벤조산은 쌍극자 모멘트를 생성하는 전기 음성 산소 원자를 포함하는 카르복실산 작용기의 존재로 인해 극성 분자입니다.