Benceno | |||
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General | |||
Nombre sistemático |
benceno | ||
abreviaturas | PhH | ||
nombres tradicionales |
fen ( Laurent , 1837), hidrógeno de fenilo, benceno |
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química fórmula | C 6 H 6 | ||
Rata. fórmula | C 6 H 6 | ||
Propiedades físicas | |||
Estado | líquido | ||
Masa molar | 78,11 g/ mol | ||
Densidad | 0,8786 g/cm³ | ||
Viscosidad dinámica | 0,0652 Pa·s | ||
Energía de ionización | 9,24 ± 0,01 eV | ||
Propiedades termales | |||
La temperatura | |||
• fusión | 5,5°C | ||
• hirviendo | 80,1°C | ||
• parpadea | -11°C | ||
• encendido espontáneo | 562°C | ||
Límites explosivos | 1,2 ± 0,1% en volumen | ||
entalpía | |||
• educación | 82 930 J/mol [1] y 49 080 J/mol [1] | ||
Presion de vapor | 75 ± 1 mm Hg | ||
Propiedades químicas | |||
Solubilidad | |||
• en agua | 0,073 g/100ml | ||
Propiedades ópticas | |||
Índice de refracción | 1.501 | ||
Clasificación | |||
registro número CAS | 71-43-2 | ||
PubChem | 241 | ||
registro Número EINECS | 200-753-7 | ||
SONRISAS | C1=CC=CC=C1 | ||
InChI | InChI=1S/C6H6/c1-2-4-6-5-3-1/h1-6HUHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | CY1400000 | ||
CHEBI | 16716 | ||
un numero | 1114 | ||
ChemSpider | 236 | ||
La seguridad | |||
Concentración límite | 5 mg/m 3 [2] | ||
LD 50 | 28-100 mg/kg | ||
Toxicidad | Altamente tóxico, especialmente cuando se toma por vía oral, un carcinógeno fuerte, mutágeno, irritante (irrita la piel, es peligroso para los órganos de la visión). | ||
Carácter breve. peligro (H) | H225 , H304 , H315 , H319 , H340 , H350 , H372 , H412 | ||
medidas de precaución. (PAGS) | P201 , P210 , P280 , P308+P313 , P370+P378 , P403+P235 | ||
palabra clave | ¡PELIGROSO! | ||
Pictogramas SGA | |||
NFPA 704 | 3 2 0 | ||
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |||
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El benceno ( C 6 H 6 , Ph H ; sinónimos poco utilizados: benceno, fenil hidrógeno) (ciclohexa-1,3,5-trieno, [6]-anuleno) es un compuesto químico orgánico , un líquido incoloro con un olor dulce específico . El hidrocarburo aromático más simple . Ampliamente utilizado en la industria , es la materia prima para la producción de medicamentos , diversos plásticos , caucho sintético , tintes . Aunque el benceno se encuentra en el petróleo crudo , se sintetiza comercialmente a partir de otros componentes. Tóxico , cancerígeno [2] . Es un contaminante .
Por primera vez, las mezclas que contienen benceno resultantes de la destilación del alquitrán de hulla fueron descritas por el químico alemán Johann Glauber en su libro Furni novi philosophici , publicado en 1651 [3] . El benceno como sustancia individual fue descrito por Michael Faraday , quien aisló esta sustancia en 1825 a partir del condensado de gas ligero obtenido por carbón de coque. Luego, en 1833, se obtuvo el benceno -durante la destilación en seco de la sal cálcica del ácido benzoico- y el físico químico alemán Eilhard Mitscherlich . Fue después de esta preparación que la sustancia comenzó a llamarse benceno.
Para la década de 1860, se sabía que la relación del número de átomos de carbono y átomos de hidrógeno en la molécula de benceno es similar a la del acetileno , y su fórmula empírica es C n H n . El estudio del benceno fue tomado en serio por el químico alemán Friedrich August Kekule , quien en 1865 logró proponer la fórmula cíclica correcta de este compuesto. Hay una historia de que F. Kekule imaginó el benceno en forma de serpiente de seis átomos de carbono [4] . La idea de la conexión cíclica se le ocurrió en un sueño, cuando una serpiente imaginaria se mordía la cola . Friedrich Kekule logró en ese momento describir más completamente las propiedades del benceno.
Líquido incoloro con un peculiar olor acre. Punto de fusión = 5,5 °C, Punto de ebullición = 80,1 °C, Densidad = 0,879 g/cm³, Masa molar = 78,11 g/mol. Al igual que los hidrocarburos no saturados, el benceno arde con una llama muy tiznada. Forma mezclas explosivas con el aire, se mezcla bien con éter , gasolina y otros disolventes orgánicos, forma una mezcla azeotrópica con agua con un punto de ebullición de 69,25 °C (91 % benceno). Solubilidad en agua 1,79 g/l (a 25 °C).
Las reacciones de sustitución son características del benceno: el benceno reacciona con alquenos , cloroalcanos , halógenos , ácidos nítrico y sulfúrico . Las reacciones de escisión del anillo de benceno tienen lugar en condiciones adversas (temperatura, presión).
En la primera y segunda reacciones se forma acetofenona (metilfenilcetona), la sustitución del cloruro de aluminio por cloruro de antimonio V permite reducir la temperatura de la reacción a 25°C. En la tercera reacción se forma benzofenona (difenilcetona).
El benceno, por su estructura, es muy resistente a la oxidación, no se ve afectado, por ejemplo, por una solución de permanganato de potasio . Sin embargo, la oxidación a anhídrido maleico se puede llevar a cabo utilizando un catalizador de óxido de vanadio V :
El resultado de la reacción es la formación de dialdehído - glioxal (1,2-ethandial).
En composición, el benceno pertenece a los hidrocarburos insaturados (serie homóloga C n H 2 n -6 ), pero a diferencia de los hidrocarburos de la serie del etileno , C 2 H 4 , presenta propiedades inherentes a los hidrocarburos insaturados (se caracterizan por reacciones de adición), solo bajo condiciones severas, pero el benceno es más propenso a las reacciones de sustitución. Este "comportamiento" del benceno se explica por su estructura especial: la presencia de átomos en el mismo plano y la presencia de una nube de electrones 6π conjugados en la estructura. La idea moderna de la naturaleza electrónica de los enlaces en el benceno se basa en la hipótesis de Linus Pauling , quien propuso representar la molécula de benceno como un hexágono con un círculo inscrito, enfatizando así la ausencia de dobles enlaces fijos y la presencia de un nube de un solo electrón que cubre los seis átomos de carbono del ciclo.
En la literatura especial y popular, es común el término anillo de benceno , refiriéndose, por regla general, a la estructura de carbono del benceno sin tener en cuenta otros átomos y grupos asociados a los átomos de carbono. El anillo de benceno es parte de muchos compuestos diferentes.
Hasta la fecha, existen varios métodos fundamentalmente diferentes para la producción de benceno.
Una parte significativa del benceno resultante se utiliza para la síntesis de otros productos:
En cantidades mucho más pequeñas, el benceno se usa para la síntesis de algunos otros compuestos. Ocasionalmente y en casos extremos, debido a su alta toxicidad, se utiliza como disolvente el benceno .
Además, el benceno es un constituyente de la gasolina . En las décadas de 1920 y 1930, se añadía a la gasolina destilación directa para aumentar su octanaje , pero en la década de 1940 tales mezclas no podían competir con las gasolinas de alto octanaje. Debido a la alta toxicidad, el contenido de benceno en el combustible está limitado por los estándares modernos a la introducción de hasta el 1%.
El benceno (C 6 H 6 ) es un veneno peligroso y es uno de los xenobióticos antropogénicos más comunes .
El benceno es altamente tóxico en altas concentraciones . Según GOST 12.1.005-88 y GOST 12.1.007-76, pertenece a la clase de peligro II (sustancias de una clase altamente peligrosa ). La dosis letal mínima para administración oral es de 15 ml, el promedio es de 50-70 ml. Con una breve inhalación de vapor de benceno, no se produce un envenenamiento inmediato, por lo tanto, hasta hace poco, el procedimiento para trabajar con benceno no estaba particularmente regulado. En grandes dosis, el benceno provoca náuseas y mareos y, en algunos casos graves, la intoxicación puede ser mortal . La euforia suele ser el primer signo de intoxicación por benceno . El vapor de benceno puede penetrar la piel intacta. El benceno líquido es bastante irritante para la piel. Si el cuerpo humano se expone a largo plazo al benceno en pequeñas cantidades, las consecuencias también pueden ser muy graves .
El benceno es un carcinógeno fuerte . Los estudios muestran una asociación del benceno con enfermedades como la anemia aplásica , las leucemias agudas ( mieloide , linfoblástica ), la leucemia mieloide crónica , el síndrome mielodisplásico y las enfermedades de la médula ósea [8] [9] .
Existen varias variantes del mecanismo de transformación del benceno en el cuerpo humano. En la primera variante, la molécula de benceno es hidroxilada por el sistema de oxidación microsomal con participación del citocromo P450 . De acuerdo con el mecanismo, el benceno se oxida primero a un epóxido altamente reactivo, que luego se convierte en fenol . Además, se generan radicales libres ( especies reactivas del oxígeno ) debido a la alta activación del P450 según la reacción:
Cyt P450 + NADPH + H - + O 2 → Cyt P450 + NADP ++ HOOH.
HOOH → 2OH
C 6 H 6 + OH → C 6 H 5 OH.
Por lo tanto, el benceno exhibe un efecto radiomimético (un efecto similar a la exposición a la radiación ionizante).
Mecanismo molecular de la mutagénesis del bencenoEl benceno es un promutágeno , adquiere propiedades mutagénicas solo después de la biotransformación, como resultado de lo cual se forman compuestos altamente reactivos. Uno de ellos es el epóxido de benceno. Debido al alto estrés angular del ciclo del epoxi, los enlaces -C-O-C- se rompen y la molécula se vuelve electrófila , reacciona fácilmente con los centros nucleofílicos de las bases nitrogenadas de las moléculas de ácido nucleico, especialmente el ADN .
El mecanismo de interacción del ciclo epoxi con centros nucleofílicos - grupos amino de bases nitrogenadas (reacción de arilación) - procede como una reacción de sustitución nucleofílica S N 2 . Como resultado, se forman aductos de ADN unidos covalentemente bastante fuertes, la mayoría de las veces tales derivados se observan en guanina (ya que la molécula de guanina tiene el número máximo de centros nucleofílicos), por ejemplo, N7-fenilguanina. Los aductos de ADN resultantes pueden conducir a un cambio en la estructura nativa del ADN, interrumpiendo así el curso adecuado de los procesos de transcripción y replicación , que es la fuente de mutaciones genéticas . La acumulación de epóxido en los hepatocitos (células del hígado) tiene consecuencias irreversibles: un aumento de la arilación del ADN, y al mismo tiempo un aumento de la expresión (sobreexpresión) de proteínas mutantes producto de una mutación genética; inhibición de la apoptosis ; transformación celular e incluso la muerte. Además de la pronunciada genotoxicidad y mutagenicidad, el benceno tiene una fuerte mielotoxicidad y actividad cancerígena, especialmente este efecto se manifiesta en las células del tejido mieloide (las células de este tejido son muy sensibles a tales efectos de los xenobióticos ).
El benceno tiene un efecto intoxicante en una persona y puede conducir a la adicción a las drogas .
En concentraciones muy altas, pérdida casi instantánea de la conciencia y muerte en cuestión de minutos. El color de la cara es cianótico, las membranas mucosas suelen ser de color rojo cereza. En concentraciones más bajas: excitación, similar al alcohol, luego somnolencia, debilidad general, mareos , náuseas , vómitos , dolor de cabeza , pérdida del conocimiento. También se observan contracciones musculares, que pueden convertirse en convulsiones tónicas. Las pupilas a menudo están dilatadas y no responden a la luz. La respiración primero se acelera, luego se ralentiza. La temperatura corporal cae bruscamente. Pulso acelerado, pequeño relleno. La presión arterial se reduce. Se conocen casos de arritmia cardiaca severa .
Después de una intoxicación grave que no conduce directamente a la muerte, a veces se observan trastornos de salud a largo plazo: pleuresía, catarros de las vías respiratorias superiores, enfermedades de la córnea y la retina , daño hepático , trastornos cardíacos, etc. Un caso de vasomotor neurosis con hinchazón de la cara y las extremidades, trastornos de la sensibilidad y convulsiones poco después de la intoxicación aguda por vapor de benceno. A veces, la muerte ocurre algún tiempo después del envenenamiento.
En casos severos, se presentan: dolores de cabeza , cansancio extremo, dificultad para respirar , mareos , debilidad, nerviosismo, somnolencia o insomnio, indigestión , náuseas , a veces vómitos, falta de apetito, aumento de la orina, menstruación, sangrado persistente de la mucosa oral, especialmente las encías, a menudo se desarrolla, y la nariz, que dura horas e incluso días. A veces se produce un sangrado persistente después de la extracción del diente. Numerosas pequeñas hemorragias (hemorragias) en la piel. Sangre en las heces, sangrado uterino , hemorragia retiniana. Por lo general, es el sangrado y, a menudo, la fiebre que lo acompaña (temperatura de hasta 40 ° y más) lo que lleva al envenenado al hospital. En tales casos, el pronóstico siempre es grave. La causa de la muerte a veces son infecciones secundarias: hay casos de inflamación gangrenosa del periostio y necrosis de la mandíbula, inflamación ulcerosa severa de las encías, sepsis general con endometritis séptica.
A veces, con intoxicaciones graves, se desarrollan síntomas de enfermedades nerviosas: aumento de los reflejos tendinosos, clonus bilateral, síntoma de Babinsky positivo , trastorno de sensibilidad profunda, trastornos pseudo-tabéticos con parestesia , ataxia , paraplejía y trastornos motores (signos de daño en las columnas posteriores de la médula espinal y tracto piramidal) [10] .
Los cambios más típicos en la sangre. La cantidad de eritrocitos generalmente se reduce drásticamente, hasta 1-2 millones o menos. El contenido de hemoglobina también cae bruscamente, a veces hasta un 10%. El índice de color en algunos casos es bajo, a veces cercano a lo normal y, a veces, alto (especialmente con anemia severa). Se observan anisocitosis y poiquilocitosis, punción basófila y aparición de eritrocitos nucleares, un aumento en el número de reticulocitos y el volumen de eritrocitos. Una fuerte disminución en el número de leucocitos es más típica. A veces, la leucocitosis inicial , seguida rápidamente de leucopenia , acelera la VSG . Los cambios en la sangre no se desarrollan simultáneamente. Muy a menudo, el sistema leucopoyético se ve afectado antes, luego se une la trombocitopenia. La derrota de la función eritroblástica a menudo ocurre incluso más tarde. En el futuro, se puede desarrollar un cuadro característico de intoxicación grave: anemia aplásica .
Los efectos del envenenamiento pueden persistir e incluso progresar meses y años después del cese del trabajo con benceno.
En caso de intoxicación aguda con benceno (vapor de benceno), primero se debe sacar a la víctima al aire libre, en caso de paro respiratorio, se realiza respiración artificial para normalizarse, se utiliza oxígeno y lobelina como estimulantes respiratorios . ¡ El uso de adrenalina como analéptico está estrictamente prohibido! Si se producen vómitos, solución de glucosa al 40% por vía intravenosa, en caso de trastornos circulatorios: inyección de solución de cafeína . Si el envenenamiento ocurrió por vía oral y el benceno entró en el estómago, es necesario enjuagarlo con aceite vegetal (el benceno se absorbe bien), el procedimiento debe realizarse con precaución, ya que es posible la aspiración. Con envenenamiento leve, se muestra reposo al paciente. En estados excitados, se necesitan sedantes . Si se presenta anemia , se realizan transfusiones de sangre, vitamina B12 , ácido fólico , con leucopenia - vitamina B6 , pentoxil. En caso de inmunidad reducida (estado de inmunodeficiencia) - inmunoestimulantes .
Las membranas biológicas son estructuras supramoleculares: una doble capa de lípidos, en la que están integradas (incrustadas) o unidas a la superficie de las moléculas de proteínas , polisacáridos . Los lípidos , que forman parte de las biomembranas, son por su naturaleza compuestos anfifílicos (amofílicos), es decir, capaces de disolverse, tanto en sustancias polares como en no polares, debido a la presencia en ellas de grupos polares, los llamados . "cabeza" ( carboxilo -COOH, hidroxilo -OH, grupos amino -NH 2 y otros) y los llamados no polares. "colas" (radicales hidrocarbonados - alquilos , arilos , estructuras policíclicas como el colestano y otros).
El benceno es un eficaz solubilizante de las membranas biológicas, disuelve rápidamente los grupos no polares (las llamadas "colas" hidrocarbonadas ) de los lípidos, principalmente del colesterol , que forma parte de las membranas. El proceso de solubilización está limitado por la concentración de benceno, cuanto más es, más rápido avanza este proceso. En el proceso de solubilización, se libera energía, rompiendo literalmente la doble capa lipídica ( bicapa lipídica ), lo que conduce a la destrucción completa (destrucción de la estructura) de la membrana y la posterior apoptosis celular (durante la destrucción de biomembranas, se activan los receptores de membrana (tales como: CD95, TNFR1 , DR3, DR4, y otros) que activan la apoptosis celular).
El benceno líquido tiene propiedades irritantes. Con el contacto frecuente de las manos con benceno, se observa piel seca , grietas, picazón , enrojecimiento (generalmente entre los dedos), hinchazón y ampollas parecidas a mijo. A veces, debido a lesiones en la piel, los trabajadores se ven obligados a dejar sus trabajos.
El benceno líquido en pequeñas cantidades (hasta 5 ml), si entra en contacto con los ojos, puede provocar la destrucción de la córnea y daños adicionales al sistema óptico, incluido el cristalino , el cuerpo vítreo y la retina . Cuando una gran cantidad de benceno (más de 5 ml) entra en contacto con los ojos, se produce una pérdida total de la visión debido al daño profundo de la retina y la degeneración del nervio óptico.
Trabajar con benceno conlleva el riesgo de intoxicación y graves problemas de salud. El benceno es un líquido altamente volátil (volatilidad 320 mg/l a 20 °C) [11] con un alto grado de inflamabilidad, por lo tanto, al trabajar con él, es necesario observar las precauciones de seguridad para trabajar con líquidos inflamables. Los vapores de benceno son muy peligrosos , ya que pueden formar mezclas explosivas con el aire. Actualmente, el uso del benceno como solvente orgánico está severamente limitado debido a la toxicidad y los efectos cancerígenos de sus vapores y los efectos negativos sobre la piel. Trabajar con benceno en laboratorios también prevé su limitación (estrictamente regulada). Se recomienda usar benceno en experimentos solo en pequeños volúmenes (no más de 50 ml), el trabajo debe realizarse exclusivamente con guantes de goma fluorada ( el látex se disuelve y se hincha cuando se expone al benceno).
Queda terminantemente prohibido:
MPC en el aire es de 5 mg/m 3 (promedio de 8 horas) [2] .
En Rusia, el MPC de benceno en el aire del área de trabajo se establece [2] igual a 5 mg/m 3 (turno promedio durante 8 horas) y 15 mg/m 3 (máximo una vez). Sin embargo, según varios estudios, el umbral de percepción del olor de esta sustancia puede ser muy superior al MPC. Por ejemplo, el valor promedio del umbral en el estudio [12] fue ~ 100 veces mayor que el MPC de cambio promedio y ~ 30 veces mayor que el MPC máximo de una sola vez. Y para algunas personas, el umbral fue significativamente más alto que el valor promedio. Por lo tanto, se puede esperar que el uso de EPR filtrantes ampliamente utilizados en combinación con el " reemplazo del filtro cuando el olor aparece debajo de la máscara" (como casi siempre lo recomiendan los proveedores de EPR en la Federación Rusa) conducirá a una exposición excesiva a los vapores de benceno. en al menos algunos trabajadores- por el reemplazo tardío de los filtros de gas . Para protegerse contra el benceno, se debe utilizar un cambio mucho más efectivo en tecnología y medios de protección colectiva .
El benceno es una sustancia ambientalmente insegura, un tóxico de origen antropogénico. Las principales fuentes de benceno que ingresan al medio ambiente con aguas residuales o emisiones al aire son las industrias petroquímica y de coque, la producción y el transporte de combustibles.
Desde los embalses, el benceno se volatiliza fácilmente, es capaz de transformarse del suelo en plantas, lo que supone una grave amenaza para los ecosistemas .
El benceno tiene la propiedad de acumularse, debido a su lipofilia , es capaz de depositarse en las células del tejido adiposo de los animales, envenenándolas.
Símbolo | Unicode | Nombre |
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⌬ | U+232C | anillo de benceno |
⏣ | U+23E3 | anillo de benceno con circulo |
hidrocarburos | |
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alcanos | |
alquenos | |
alquinos | |
dienos | |
Otros insaturados | |
cicloalcanos | |
cicloalquenos | |
aromático | |
Policíclico | Calcomanía |
Aromáticos policíclicos | |
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diccionarios y enciclopedias |
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