Бензойная кислота представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество, используемое в качестве пищевого консерванта и предшественника многих других органических соединений. Его можно синтезировать из толуола или бензола.
| Название ИЮПАК | Бензойная кислота |
| Молекулярная формула | C7H6O2 |
| Количество CAS | 65-85-0 |
| Синонимы | Карбоксибензол, Бензолмуравьиная кислота, Фенилмуравьиная кислота, Бензолкарбоновая кислота, E210 |
| ИнЧИ | ИнЧИ=1S/C7H6O2/c8-7(9)6-4-2-1-3-5-6/h1-5H,(H,8,9) |
Молярная масса of бензойная кислота
Бензойная кислота имеет молярную массу 122,12 г/моль. Это простое органическое соединение, состоящее из бензольного кольца, присоединенного к функциональной группе карбоновой кислоты. Молярная масса рассчитывается путем сложения атомных масс всех атомов, присутствующих в одной молекуле соединения. В случае бензойной кислоты формула C7H6O2, поэтому молярную массу можно рассчитать следующим образом:
7(12,01) + 6(1,01) + 2(16,00) = 122,12 г/моль
Знание молярной массы важно для определения количества бензойной кислоты, необходимого для химических реакций, а также для расчета других свойств, таких как концентрация и плотность.
Структура бензойной кислоты
Структура бензойной кислоты состоит из бензольного кольца, присоединенного к функциональной группе карбоновой кислоты. Бензольное кольцо представляет собой шестичленное углеродное кольцо с чередующимися двойными связями, тогда как группа карбоновой кислоты состоит из атома углерода, дважды связанного с атомом кислорода и одинарной связи с гидроксильной группой. Структура бензойной кислоты важна для определения ее химических и физических свойств.
Формула бензойной кислоты
Химическая формула бензойной кислоты: C7H6O2. Эта формула говорит нам, что каждая молекула бензойной кислоты содержит семь атомов углерода, шесть атомов водорода и два атома кислорода. Формула используется для определения молярной массы и молекулярной массы бензойной кислоты, а также соотношения элементов, присутствующих в соединении.
Температура плавления бензойной кислоты
Бензойная кислота имеет температуру плавления 122,4°С. Это температура, при которой твердая форма бензойной кислоты начинает плавиться и превращаться в жидкость. На температуру плавления влияют такие факторы, как чистота, кристаллическая структура и межмолекулярные силы. Бензойная кислота имеет относительно высокую температуру плавления из-за сильных межмолекулярных сил, вызванных водородными связями между карбоновыми группами соседних молекул.
Температура кипения BzOH
Температура кипения BzOH составляет 249°С. Это температура, при которой жидкая форма BzOH начинает испаряться и превращаться в газ. На температуру кипения вещества влияют такие факторы, как межмолекулярные силы, давление и наличие примесей. BzOH имеет относительно высокую температуру кипения из-за сильных межмолекулярных сил, вызванных водородными связями между группами карбоновой кислоты соседних молекул.
Плотность BzOH г/мл
Плотность BzOH составляет 1,265 г/мл. Это масса одного миллилитра BzOH при определенной температуре и давлении. Плотность — важное физическое свойство, используемое для определения массы вещества в заданном объеме. На плотность BzOH влияют такие факторы, как температура и давление.
Молекулярный вес BzOH
Молекулярная масса BzOH составляет 122,12 г/моль. Это масса молекулы BzOH. Молекулярная масса используется для определения количества молекул в данной массе вещества. Он рассчитывается путем сложения атомных масс всех атомов молекулы.
| Появление | Белые кристаллы |
| Удельный вес | 1265 г/см³ |
| Цвет | Бесцветный |
| Запах | Слабый, приятный |
| Молярная масса | 122,12 г/моль |
| Плотность | 1265 г/см³ |
| Точка плавления | 250°Ф |
| Точка кипения | 249°С |
| Мигающая точка | 121°С |
| Растворимость в воде | 3,8 г/л |
| Растворимость | Растворим в этаноле, эфире, бензоле и хлороформе; мало растворим в воде |
| Давление газа | 0,00027 мм рт.ст. при 25°C |
| Плотность пара | 4,2 (воздух=1) |
| пКа | 4.2 |
| рН | 2,7 – 3,5 |
Безопасность и опасность бензойной кислоты
Бензойная кислота (BzOH) может быть опасной при неправильном обращении. Он раздражает кожу и глаза и может вызвать раздражение дыхательных путей при вдыхании в высоких концентрациях. Проглатывание большого количества BzOH также может вызвать тошноту, рвоту и боль в животе. Соединение огнеопасно и может воспламениться при воздействии тепла или пламени. Важно обращаться с BzOH осторожно, надев соответствующие защитные средства и избегая контакта с кожей, глазами и слизистыми оболочками. При случайном воздействии пораженные участки следует промыть водой и при необходимости обратиться к врачу. Также необходимо соблюдать надлежащие процедуры хранения и утилизации, чтобы избежать загрязнения окружающей среды.
| Символы опасности | XI |
| Описание безопасности | Избегайте контакта с кожей и глазами; Наденьте защитные перчатки/очки; При попадании в глаза немедленно промыть большим количеством воды и промыть врачу; Хранить в сухом месте, вдали от источников тепла и несовместимых материалов; Храните контейнеры плотно закрытыми. |
| Идентификаторы сети | ООН 3077 (ADR/RID), ООН 1220 (IMDG), ООН 3077 (ИКАО). |
| код ТН ВЭД | 2916.31.00 |
| Класс опасности | 9 (Разные опасные материалы и предметы) |
| Группа упаковки | III |
| Токсичность | Бензойная кислота относительно нетоксична: ее пероральная LD50 для крыс составляет от 1700 до 1940 мг/кг. При вдыхании в высоких концентрациях может вызвать раздражение кожи и глаз, а также раздражение дыхательных путей. Проглатывание больших количеств также может вызвать расстройство желудочно-кишечного тракта. |
Методы синтеза бензойной кислоты
Бензойную кислоту (BzOH) можно синтезировать различными методами.
Распространенным методом является окисление толуола или бензилхлорида с помощью перманганата калия или хромовой кислоты. Другой метод включает реакцию бензола с диоксидом углерода и металлическим катализатором, таким как оксид меди или магния, в присутствии тепла и давления.
BzOH можно получить гидролизом бензамида, бензоилхлорида или бензотрифторида с использованием сильного основания, такого как гидроксид натрия. В результате этого процесса образуется BzOH и соответствующий амин или спирт. Альтернативно, BzOH можно получить путем взаимодействия бензилового спирта с перманганатом калия или дихроматом натрия.
Реагент Гриньяра, образующийся при взаимодействии магния и алкил- или арилгалогенида с диоксидом углерода, можно использовать для синтеза BzOH. Чтобы превратить полученную карбоновую кислоту в BzOH, раствор можно подкислить.
BzOH можно получить окислением толуола в присутствии кобальтового или марганцевого катализатора. Этот метод особенно полезен для крупномасштабного производства.
Каждый из этих методов синтеза имеет преимущества и недостатки в зависимости от конкретного применения и масштаба производства. Важно выбрать наиболее подходящий метод, исходя из таких факторов, как стоимость, эффективность и воздействие на окружающую среду.
Использование бензойной кислоты
- Люди обычно используют бензойную кислоту (BzOH) в качестве пищевого консерванта, поскольку она может подавлять рост бактерий и грибков.
- Производители используют его в качестве промежуточного продукта при синтезе различных химических веществ, включая красители, парфюмерию и фармацевтические препараты.
- Производители используют БЗОН при производстве пластификаторов, таких как бензилбензоат, которые используются при производстве ПВХ и других пластмасс.
- Он играет важную роль в производстве фенола, используемого в производстве смол, клеев и дезинфицирующих средств.
- Производители добавляют BZOH в корма для домашних животных, чтобы предотвратить рост плесени и бактерий.
- Он действует как предшественник пероксида бензоила, используемого при лечении прыщей.
- Производители используют БЗОН при производстве различных видов полимеров, в том числе полиэстера, нейлона и полиуретана.
- Промышленность использует его в качестве растворителя для различных органических соединений, включая смолы, масла и воски.
- Производители используют БЗОН при производстве различных видов солей, например бензоата натрия, которые используются в качестве пищевых консервантов и противомикробных средств.
- БЗОН используется в производстве различных видов моющих средств, в том числе средств для стирки, мытья посуды и чистящих средств.
Вопросы:
Вопрос: Растворима ли бензойная кислота в воде?
Ответ: BzOH плохо растворяется в воде, его растворимость составляет 3,4 г/л при 25°C. Однако он более растворим в органических растворителях, таких как этанол и ацетон.
Вопрос: Является ли бензойная кислота сильной кислотой?
О: Нет, BzOH — слабая кислота. В воде он частично диссоциирует с образованием ионов гидроксония и ионов бензоата. Его константа диссоциации (Ка) составляет 6,5 x 10^-5, что указывает на его слабую кислотную природу.
Вопрос: Раствор 0,20 М бензойной кислоты (C6H5COOH) имеет pH 2,45. Что такое Ка для бензойной кислоты?
Ответ: Ka BzOH можно рассчитать, используя pH раствора и концентрацию кислоты. Используя pH 2,45 и уравнение диссоциации BzOH, Ка рассчитывается как 6,5 x 10^-5.
Вопрос: Бензойная кислота полярна или неполярна?
Ответ: Бензойная кислота является полярной молекулой из-за наличия функциональной группы карбоновой кислоты, которая содержит электроотрицательный атом кислорода, создающий дипольный момент.