톨루엔은 달콤하고 자극적인 냄새가 나는 무색의 액체입니다. 이는 용매뿐만 아니라 화학 물질, 염료 및 의약품 생산에도 널리 사용됩니다. 다량으로 섭취하거나 흡입하면 해로울 수 있습니다.
| IUPAC 이름 | 메틸벤젠 |
| 분자식 | C7H8 |
| CAS 번호 | 108-88-3 |
| 동의어 | 톨루올, 페닐메탄, 메틸벤젠, 톨루솔, 톨루엔, 메틸벤젠, 톨루올오일, 아니센, 안티살 1A, 벤젠, 메틸, 모노메틸벤젠 |
| 인치 | InChI=1S/C7H8/c1-7-5-3-2-4-6-7/h2-6H,1H3 |
톨루엔의 성질
톨루엔의 구조
톨루엔은 단일 메틸기가 부착된 벤젠 고리로 구성된 간단한 화학 구조를 가지고 있습니다. 분자는 평면형이고 비편재화된 파이 전자 결합을 가지고 있습니다. 이러한 독특한 구조로 인해 톨루엔은 벤젠, 자일렌과 같은 다양한 화학 물질의 생산은 물론 의약품, 염료 및 고분자의 합성에 유용한 원료가 됩니다.
톨루엔 공식
톨루엔의 화학식은 C7H8이며, 이는 분자에 존재하는 원자의 수와 유형을 나타냅니다. 이 공식은 녹는점, 끓는점, 다양한 화학 반응에서의 반응성과 같은 화합물의 물리적, 화학적 특성을 예측하는 데 도움이 될 수 있으므로 다양한 산업 응용 분야에서 중요합니다.
톨루엔 밀도 g/ml
톨루엔의 밀도는 표준 온도 및 압력에서 밀리리터당 약 0.87g입니다. 이러한 상대적으로 낮은 밀도는 톨루엔의 낮은 몰 질량과 작은 분자 크기로 인해 발생합니다. 톨루엔의 밀도는 다양한 화학 반응에서 화합물의 용해도와 반응성에 영향을 미칠 수 있기 때문에 많은 산업 공정에서 중요합니다.
몰 질량 of 톨루엔
분자식 C7H8을 갖는 톨루엔의 몰질량은 몰당 약 92.14g입니다. 이 값은 분자를 구성하는 원자의 원자 질량을 더하여 얻을 수 있습니다. 톨루엔은 몰 질량이 상대적으로 낮기 때문에 휘발성이 높고 이동성이 매우 높은 화합물이므로 다양한 산업 공정에서 용매로 사용됩니다.
톨루엔의 끓는점
톨루엔의 끓는점은 표준 대기압에서 약 섭씨 110.6도입니다. 상대적으로 낮은 끓는점 덕분에 쉽게 증발하고 페인트와 코팅의 희석제, 합성 섬유와 고무 생산 등 다양한 산업 응용 분야에서 용매로 사용할 수 있습니다.
톨루엔의 녹는점
톨루엔의 녹는점은 약 -95℃입니다. 이로 인해 표준 온도와 압력에서는 액체가 되지만 녹는점 이하로 냉각하면 쉽게 응고될 수 있습니다. 톨루엔의 낮은 융점은 주로 반 데르 발스 힘인 분자 사이의 분자간 인력이 약하기 때문입니다.
톨루엔의 분자량
톨루엔의 분자량은 분자 내 원자의 원자 질량을 더하여 계산한 몰당 92.14g입니다. 이 값은 끓는점, 녹는점, 다양한 용매에서의 용해도 등 화합물의 물리적, 화학적 특성에 영향을 미칠 수 있으므로 다양한 산업 응용 분야에서 중요합니다.
| 모습 | 무색 액체 |
| 비중 | 0.866 |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 달콤한, 매콤한 |
| 몰 질량 | 92.14g/몰 |
| 밀도 | 25°C에서 0.87g/mL |
| 융합점 | -95°C |
| 비점 | 110.6°C |
| 플래시 도트 | 4.4°C |
| 물에 대한 용해도 | 25°C에서 0.052g/100mL |
| 용해도 | 유기 용매에 용해됨 |
| 증기압 | 25°C에서 22mmHg |
| 증기 밀도 | 3.1(공기=1) |
| pKa | 44 |
| pH | 해당 없음 |
참고: 일부 값은 소스 및 측정 조건에 따라 달라질 수 있습니다.
톨루엔 안전 및 위험
메틸벤젠을 잘못 취급하면 여러 가지 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 이는 가연성이며 공기와 폭발성 혼합물을 형성할 수 있으므로 열, 스파크 및 화염으로부터 멀리 보관해야 합니다. 메틸벤젠 증기를 흡입하면 호흡기 자극, 두통, 현기증, 졸음이 발생할 수 있으며, 만성 노출은 신경학적 및 행동적 변화를 초래할 수 있습니다. 장기간 또는 반복적으로 피부에 접촉되면 피부염이 발생할 수 있습니다. 메틸벤젠은 또한 동물의 생식 및 발달에 영향을 미치는 것으로 나타났으며 카테고리 2 발암물질로 분류됩니다. 메틸벤젠을 취급할 때는 피해를 최소화하기 위해 적절한 보호 장비와 환기 장치를 사용해야 합니다. 위험한 영향에 노출됩니다.
| 위험 기호 | Xn,F |
| 보안 설명 | 열/스파크/화염/뜨거운 표면으로부터 멀리 보관하십시오. 방폭형 전기/환기/조명 장비를 사용하십시오. 용기를 단단히 닫아 보관하십시오. 증기를 흡입하지 마십시오. 장갑/보호복/보안경/안면 보호구를 착용하십시오. |
| UN 식별 번호 | 유엔 1294 |
| HS 코드 | 2902.2 |
| 위험등급 | 삼 |
| 포장그룹 | II |
| 독성 | 메틸벤젠은 눈, 코, 목 자극뿐만 아니라 두통, 현기증, 졸음을 유발할 수 있습니다. 만성 노출은 신경학적 및 행동적 변화를 초래할 수 있습니다. 피부에 장기간 또는 반복적으로 접촉하면 건조함, 갈라짐, 피부염을 유발할 수 있습니다. 메틸벤젠은 동물의 번식과 발달에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 국제암연구소(IARC)에서는 2급 발암물질로 분류하고 있습니다. 노출을 최소화하려면 메틸벤젠을 취급할 때 적절한 보호 장비와 환기 장치를 사용해야 합니다. |
톨루엔 합성 방법
화학 산업에서는 일반적으로 나프타의 촉매 개질, 원유 유분의 촉매 분해, 메틸벤젠의 불균형화 등 다양한 합성 방법을 통해 메틸벤젠을 생산합니다.
나프타의 촉매 개질은 분리 및 정제가 가능한 방향족 탄화수소 혼합물을 생성하기 때문에 메틸벤젠을 생산하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나입니다. 이 공정에는 수소가 존재하는 상태에서 나프타를 촉매와 반응시켜 메틸벤젠을 포함한 방향족 혼합물을 생성하는 과정이 포함됩니다.
원유 분획의 접촉 분해에서는 메틸벤젠뿐만 아니라 기타 방향족 및 비방향족 탄화수소도 생성될 수 있습니다. 이 공정에는 고온 및 고압에서 고비점 원유 유분을 촉매와 반응시키는 과정이 포함됩니다. 이는 분자를 분리 및 정제할 수 있는 더 작은 조각으로 분해합니다.
메틸벤젠 불균등화는 메틸벤젠을 벤젠과 자일렌의 혼합물로 변환하는 과정입니다. 반응은 일반적으로 촉매 존재 하에 높은 온도와 압력에서 수행되며 다양한 산업 응용 분야에 사용되는 고순도 벤젠과 자일렌을 생산하는 데 사용될 수 있습니다.
톨루엔의 용도
메틸벤젠은 뚜렷한 냄새가 있는 휘발성, 무색 액체라는 독특한 특성으로 인해 다양한 산업 및 상업적 용도로 사용됩니다. 주요 응용 프로그램 중 일부는 다음과 같습니다.
- 용제 제조업체는 페인트, 코팅제, 접착제 및 기타 제품 제조 시 톨루엔을 용제로 널리 사용합니다. 광범위한 유기 화합물을 용해하는 능력은 물론 상대적으로 낮은 독성과 높은 증발 속도로 인해 가치가 있습니다.
- 톨루엔은 내연기관의 성능과 효율을 향상시키기 때문에 휘발유의 고옥탄가 성분으로 사용됩니다.
- 제조업체는 벤젠, 자일렌 및 기타 다양한 방향족 화합물을 포함한 다양한 화학 물질 생산의 핵심 중간체로 톨루엔을 사용합니다. 이러한 화학 물질은 플라스틱, 합성 섬유, 고무 및 기타 재료의 제조에 사용됩니다.
- 일부 의료 및 제약 분야에서는 특정 국소 약물의 성분 및 특정 의료 화합물의 용매로 톨루엔을 사용합니다.
- 연구자들은 광범위한 유기 화합물과 용해하고 반응하는 능력으로 인해 다양한 실험실 연구 응용 분야에서 톨루엔을 용매 및 시약으로 사용합니다.
질문:
톨루엔에서 벤질알코올로
다단계 공정을 통해 메틸벤젠이 벤질 알코올로 전환됩니다. 일반적인 접근 방식에는 다음 단계가 포함됩니다.
- 메틸벤젠을 염화벤질로 산화: 메틸벤젠은 염소 가스와 철 또는 염화알루미늄과 같은 촉매를 사용하여 염화벤질로 산화될 수 있습니다. 이 반응에는 메틸벤젠의 메틸 그룹에 있는 수소 원자가 염소 원자로 교체되는 과정이 포함됩니다.
- 염화벤질을 벤질알코올로 가수분해: 염화벤질은 수산화나트륨 수용액을 사용하여 벤질알코올로 가수분해할 수 있습니다. 이 반응에는 염화벤질의 염화물 그룹이 수산기로 대체되는 과정이 포함됩니다.
- 벤질 알코올의 정제: 생성된 벤질 알코올은 증류 또는 기타 방법으로 정제하여 모든 불순물을 제거할 수 있습니다.
톨루엔에서 벤즈알데히드로
메틸벤젠을 벤즈알데히드로 전환하는 과정은 다단계 공정을 통해 이루어질 수 있습니다. 일반적인 접근 방식에는 다음 단계가 포함됩니다.
- 메틸벤젠을 벤질알코올로 산화: 메틸벤젠은 과망간산칼륨이나 크롬산과 같은 산화제를 사용하여 벤질알코올로 산화될 수 있습니다. 이 반응은 메틸벤젠의 메틸 그룹에 있는 수소 원자를 하이드록실 그룹으로 대체하여 벤질 알코올을 형성하는 과정을 포함합니다.
- 벤질알코올을 벤즈알데히드로 산화: 벤질알코올은 과망간산칼륨이나 아염소산나트륨과 같은 산화제를 사용하여 벤즈알데히드로 추가로 산화될 수 있습니다. 이 반응에는 벤질알코올의 수산기가 제거되어 벤즈알데히드에 카르보닐기가 형성되는 반응이 포함됩니다.
- 벤즈알데히드의 정제: 생성된 벤즈알데히드는 증류 또는 기타 방법으로 정제하여 모든 불순물을 제거할 수 있습니다.