Je P-xylen rozpustný ve vodě? Vysvětlení vlastností CAS 106-42-3

P-Xylen (CAS 106-42-3), běžně známý jako para-xylen nebo 1,4-dimethylbenzen, je jedním ze tří izomerů dimethylbenzenu spolu s ortho-xylenem a meta-xylenem. Je to základní aromatický uhlovodík v petrochemickém hodnotovém řetězci a přímý prekurzor čištěné kyseliny tereftalové (PTA), která je stavebním kamenem polyesteru. Pochopení jeho chování při rozpustnosti je zásadní pro návrh procesu, výběr rozpouštědla, manipulaci s odpadem a laboratorní praxi.

Co je P-xylen (CAS 106-42-3)?

P-Xylen je aromatický uhlovodík s molekulovým vzorcem C8H10 a molekulovou hmotností 106,17 g/mol. Při pokojové teplotě je to bezbarvá, průhledná kapalina s charakteristickým aromatickým zápachem. Vyrábí se primárně katalytickým reformováním nafty a disproporcionací toluenu s následnou separací od ostatních izomerů xylenu adsorpcí nebo krystalizací.

Para-umístění dvou methylových skupin dává p-xylenu vysoce symetrickou molekulární strukturu, což je důvodem jeho relativně vysokého bodu tání ve srovnání s ostatními izomery a jeho klíčové role jako chemického meziproduktu spíše než jako jednoduché složky paliva.

Rozpustnost P-xylenu ve vodě

Krátká odpověď zní ne: p-xylen je prakticky nerozpustný ve vodě. Jeho rozpustnost ve vodě při 20-25 stupních je přibližně 0,19 g/l (asi 190 mg/l), což je pro většinu praktických účelů zanedbatelné. Toto chování je vysvětleno nepolárním aromatickým kruhem a dvěma methylovými skupinami, které dávají molekule silně hydrofobní charakter a brání účinné interakci s polárními molekulami vody prostřednictvím vodíkových vazeb.

Naproti tomu p-xylen je plně mísitelný s většinou běžných organických rozpouštědel, včetně ethanolu, diethyletheru, acetonu, chloroformu, benzenu a toluenu. Tato vysoká kompatibilita s nepolárními a mírně polárními rozpouštědly dělá z p-xylenu univerzální ředidlo a reakční médium v ​​nátěrech, pryskyřicích a extrakčních procesech.

Klíčové fyzikální a chemické vlastnosti

Průmyslové aplikace P-xylenu

Dominantním použitím p-xylenu je oxidace na purifikovanou kyselinu tereftalovou (PTA), která se následně polymeruje s ethylenglykolem za vzniku polyethylentereftalátu (PET). PET se používá v polyesterových vláknech pro textilie, PET lahvích na nápoje a obalových fóliích. Tento jediný řetězec představuje většinu celosvětové spotřeby p-xylenu.

Kromě polyesteru se p-xylen používá při výrobě nátěrů, barev a inkoustů jako rozpouštědlo a ředidlo, při výrobě barviv a pigmentů a jako meziprodukt při syntéze zemědělských chemikálií a léčiv. V analytických laboratořích slouží vysoce čistý p-xylen jako chromatografický standard a jako rozpouštědlo při organických syntézách a extrakcích.

Bezpečná manipulace, skladování a poznámky k životnímu prostředí

P-xylen je hořlavá kapalina a musí být skladována mimo zdroje vznícení, v uzemněných nádobách a v dobře-větraných prostorách. Jeho bod vzplanutí asi 25 stupňů znamená, že páry mohou vytvářet hořlavé směsi při okolní teplotě. Doporučují se osobní ochranné prostředky, včetně rukavic odolných proti chemikáliím{5}} a bezpečnostních brýlí, a tam, kde je možná expozice výparům, by měla být použita místní odsávací ventilace.

Vzhledem k tomu, že p-xylen není-rozpustný ve vodě, nelze rozlitý materiál smýt vodou; měly by být obsaženy a absorbovány inertními materiály, jako je písek nebo vermikulit. Odpad musí být zlikvidován v souladu s místními ekologickými předpisy pro odpad s aromatickými uhlovodíky. V mnoha jurisdikcích jsou stanoveny limity expozice na pracovišti a na pracovištích manipulujících se sloučeninou se doporučuje monitorování ovzduší.

Často kladené otázky

Plave p-xylen na vodě?

Ano. S hustotou asi 0,861 g/cm3 je p-xylen lehčí než voda a vytvoří samostatnou organickou vrstvu plovoucí na vodní hladině, pokud se tyto dva smíchají. To je důvod, proč úniky v blízkosti vodních toků vytvářejí povrchový film, který musí být zachycen rameny.

Je p-xylen stejný jako xylen?

Ne. Komerční xylen je obvykle směsí tří izomerů, ortho-xylenu, meta-xylenu a para-xylenu, plus ethylbenzen. P-xylen je čistý para-izomer s CAS 106-42-3, ceněný hlavně jako surovina pro výrobu PTA a polyesteru.

Proč je p-xylen nerozpustný ve vodě?

Voda je polární rozpouštědlo vážící vodík-, zatímco p-xylen je nepolární aromatický uhlovodík. Slabé van der Waalsovy interakce mezi p-xylenem a molekulami vody nemohou kompenzovat silné vodíkové vazby, které mezi sebou molekuly vody udržují, takže tyto dvě kapaliny jsou nemísitelné.

Může se p-xylen rozpustit v ethanolu nebo acetonu?

Ano. P-xylen je plně mísitelný s ethanolem, acetonem, etherem, chloroformem a mnoha dalšími organickými rozpouštědly, díky čemuž je užitečný jako ředidlo a reakční médium v ​​nátěrech, pryskyřicích a extrakčních systémech.

Jaké je nejdůležitější použití p-xylenu?

Oxidace p-xylenu na čištěnou kyselinu tereftalovou (PTA) a následná výroba polyethylentereftalátu (PET) je dominantní aplikací, která dodává polyesterová vlákna, lahve a filmový průmysl.

Je p-xylen zdraví nebezpečný?

Dlouhodobá nebo vysoká{0}}expozice p-xylenovým výparům může způsobit depresi centrálního nervového systému, bolesti hlavy a podráždění dýchacích cest. Je klasifikován jako hořlavá kapalina a mělo by se s ním manipulovat při řádném větrání, osobních ochranných pomůckách a při dodržení limitů expozice na pracovišti.