Чи О-ксилол розчиняється у воді? Дані про розчинність і керівництво з промислового використання

Швидка відповідь

Чи O-ксилол розчиняється у воді? O-Ксилол практично нерозчинний у воді. При 25 градусах O-розчинність ксилолу у воді становить приблизно 160–180 мг/л -, тобто розчиняється лише дуже невелика частина, тоді як решта утворює окремий рідкий шар, який плаває поверх води через меншу щільність.

Що таке о-ксилол?

О-ксилол (орто-ксилол)є однією з трьох ізомерних форм ксилолу, яка відрізняється положенням двох метильних груп на сусідніх атомах вуглецю бензольного кільця. Це прозора безбарвна рідина з характерним солодкуватим ароматичним запахом, яка в основному використовується як сировина для виробництва фталевого ангідриду та як промисловий розчинник.

Таблиця властивостей

Чи О-ксилол розчиняється у воді?

О-Розчинність ксилолу у воді

При 25 градусах,O-Розчинність ксилолу у водістановить приблизно 160-180 мг/л. Це означає, що в одному літрі води лише частка грама O-ксилолу фактично розчиниться до того, як розчин стане насиченим - будь-який додатковий O-ксилол, доданий після цієї точки, залишиться нерозчиненим як окрема рідка фаза. Повідомлені значення дляO-Розчинність ксилолузазвичай потрапляють у цей діапазон у різних еталонних джерелах, з незначними варіаціями залежно від методу тестування та контролю температури.

Класифікація

Незважаючи на таку малу розчинність, O-ксилол класифікується якпрактично нерозчиннийу воді. У хімії сполука зазвичай описується таким чином, коли її розчинність падає нижче приблизно 1000 мг/л (1 г/л) - O-Розчинність ксилолу значно нижче цього порогу, що впевнено поміщає його в категорію «нерозчинних», яка використовується як в академічних довідниках, так і в документації з промислової безпеки, навіть якщо невелика кількість, яку можна виміряти, розчиняється.

Чи змішується з водою?

Ні. Коли О-ксилол і воду поєднують, вони не змішуються в один однорідний розчин. Натомість вони утворюють два окремі рідкі шари, причому O-ксилол залишається відокремленим від водної фази, за винятком невеликої розчиненої фракції, зазначеної вище.

Чому о-ксилол нерозчинний у воді?

Як розчиняється як

Поведінка O-ксилолу у воді зводиться до основного хімічного принципу: «подібне розчиняється подібним». Речовини з однаковою полярністю мають тенденцію добре змішуватися, тоді як речовини з дуже різною полярністю мають тенденцію роз’єднуватися.

• Полярність:Вода є високополярною молекулою - її зігнута форма, а різниця електронегативності між киснем і воднем створює сильний молекулярний диполь. O-Ксилол, навпаки, є неполярним ароматичним вуглеводнем. Його бензольне кільце та два метильні замісники майже повністю складаються з вуглецевих-вуглецевих і вуглецевих-водневих зв’язків, які мають дуже невелику різницю електронегативності та практично не утворюють чистого молекулярного диполя.
• Водневий зв'язок:Молекули води утворюють між собою розгалужену мережу водневих зв’язків. O-Ксилол не має O-H, N-H або аналогічних полярних зв’язків, тому він не може брати участь у водневих зв’язках із молекулами води. Введення О-ксилолу у воду вимагало б розриву частини цієї мережі водневих-зв’язків без будь-якої порівнянної привабливої ​​взаємодії натомість - енергетично несприятливого процесу.
• Сили Ван-дер-Ваальса:O-Молекули ксилолу взаємодіють одна з одною головним чином через слабкі ван-дер-ваальсові (дисперсійні) сили, які набагато слабкіші, ніж водневі зв’язки, що утримують разом молекули води. Ця невідповідність у міжмолекулярних силах є основною причиною того, що дві рідини не змішуються, і це основна причинаO-Розчинність ксилолуу воді залишається таким низьким.
• Оскільки O-ксилол не може замінити водневі зв’язки, які він заміщав би у воді за такої ж сильної взаємодії, дві рідини залишаються значною мірою розділеними, і лише дуже невелика кількість O-ксилолу здатна розчинятися на молекулярному рівні.

Оскільки O-ксилол не може замінити водневі зв’язки, які він заміщав би у воді за такої ж сильної взаємодії, дві рідини залишаються значною мірою розділеними, і лише дуже невелика кількість O-ксилолу здатна розчинятися на молекулярному рівні.

Що відбувається, коли о-ксилол змішується з водою?

Якщо О-ксилол і воду з’єднати та збовтати разом, відбудеться така послідовність:

• струсити:Інтенсивне змішування тимчасово розбиває обидві рідини на дрібні краплі, утворюючи каламутну тимчасову дисперсію.
• Тимчасова дисперсія:Одразу після струшування крихітні краплини O-ксилолу зважуються у воді, надаючи суміші туманний або молочний вигляд.
• Поділ на два шари:Протягом короткого періоду осідання краплі зливаються, і суміш знову розділяється на два окремі шари.
• Верхній шар:O-Ксилол утворює верхній шар. Це тому, що його щільність (~0,880 г/см³) нижча, ніж у води (~1,000 г/см³), тому він плаває.
• Нижній шар:Вода, будучи щільнішою, осідає в нижньому шарі, переносячи лише незначну кількість розчиненого O-ксилолу (~160–180 мг/л).

Така плаваюча поведінка є важливим практичним фактором у ліквідації розливів та очищенні стічних вод, про що йдеться нижче.

Порівняння розчинності з іншими поширеними розчинниками

O-Ксилол легко змішується з більшістю неполярних і помірно полярних органічних розчинників, що відображає той самий принцип «подібне розчиняється подібним», який описано вище - ці розчинники мають подібний неполярний або слабкополярний характер з O-ксилолом, на відміну від води. Ось чомуO-Розчинність ксилолу у водізнаходиться на самому нижньому кінці шкали порівняно з його розчинністю в органічних розчинниках.

Чому розчинність у воді має значення в промисловості

O-Низька розчинність ксилолу у воді має пряме практичне значення для кількох галузей промисловості:

Фарби та покриття- Розробники покладаються на те, що О-ксилол не змішується з водою, щоб контролювати висихання, утворення плівки та сумісність систем покриття на основі-розчинника (на відміну від-на основі води).

клеї- У клейових композиціях на основі-розчинників неполярний характер О-ксилолу допомагає розчиняти смоли та полімери, які самі по собі нерозчинні у воді.

Хімічне виробництво- Як сировину для виробництва фталевого ангідриду O-Ксилол відокремлюється від водних технологічних потоків просто через його низьку розчинність і різницю в густині, що спрощує подальше очищення.

нафта- O-Ксилол зустрічається в природі в ароматичних потоках-нафти; його водо-нерозчинна природа враховується в процесах розділення та змішування на нафтопереробному заводі.

Охорона навколишнього середовища- Оскільки O-ксилол нерозчинний у воді, розливи мають тенденцію утворювати окремий плаваючий шар, а не розсіюватися у водоймі - факт, який безпосередньо визначає процедури реагування на розливи (див. нижче).

Лабораторне використання- Аналітичні та дослідницькі лабораторії враховують низьку розчинність O-ксилолу у воді під час розробки методів екстракції, етапів-розділення фаз і протоколів підготовки зразків.

Вплив на навколишнє середовище

Коли О-ксилол потрапляє в навколишнє середовище -, наприклад, через розлив або витік - його низька розчинність у воді та специфічні фізичні властивості визначають його поведінку:

• Забруднення води:Незважаючи на те, що розчиняється лише невелика частина, ця розчинена частина все ще може становити ризик для водних організмів і може вимагати моніторингу та відновлення.
• Плаваючий шар:Оскільки O-ксилол має меншу щільність, ніж вода, розлитий продукт має тенденцію утворювати видимий плаваючий шар на поверхні води, а не змішуватися по всій товщі води.
• Випаровування:O-Ксилол є летким, і частина поверхневого розливу з часом випарується в повітря, що є значним шляхом для екологічних втрат разом із розчиненням.
• Адсорбція ґрунту:У ґрунті чи підземних водах O-ксилол має тенденцію адсорбуватися на органічних речовинах у ґрунті, а не вільно мігрувати з водою, хоча за певних умов він все ще може переміщатися через ґрунт і досягати ґрунтових вод.
• Реагування на розлив:Поведінка плаваючого{0}}шару, описана вище, безпосередньо стосується локалізації - плаваючі бони та обладнання для збирання, які зазвичай використовуються для розливів нафти, так само ефективні для розливів O-ксилолу у воді.

Найкращі практики

• Негайно локалізуйте розливи, використовуючи абсорбуючі матеріали або плаваючі бони, щоб запобігти поширенню.
• Уникайте потрапляння розливів у каналізацію, канави чи водні шляхи - це не «розчинить» проблему та може поширити забруднення.
• Слідкуйте за джерелами води поблизу, якщо розлив стався поблизу ґрунтових або поверхневих вод.
• Дотримуйтеся місцевих екологічних норм щодо звітності та ліквідації розливів ароматичних вуглеводнів.

Поради щодо зберігання та використання

Щоб запобігти забрудненню води та зберегти якість продукції, промислові користувачі повинні:

• Зберігайте O-ксилол у герметичних, корозійно-стійких контейнерах подалі від прямих дощових опадів.
• Уникайте місць зберігання, де стік може досягти ґрунтових або поверхневих джерел води.
• Переконайтеся, що місця зберігання мають належну вторинну захисну оболонку (обшивку), щоб уловлювати витоки до того, як вони досягнуть ґрунту або каналізації.
• Ніколи не викидайте O-ксилол або контейнери для полоскання в каналізацію - це може призвести до забруднення води та порушення нормативних вимог.
• Зберігайте складські приміщення подалі від стоків, підключених до міських систем водопостачання.

Часті запитання

Чи O-ксилол розчиняється у воді?

Ні, не в звичайному розумінні.О-Ксилолпрактично нерозчинний у воді, лише близько 160–180 мг/л розчиняється при 25 градусах. Його класифікують як «практично нерозчинний», а не як повністю нерозчинний.

Яка розчинність O-ксилолу у воді?

O-Розчинність ксилолу у водістановить приблизно 160–180 мг/л при 25 градусах, що значно нижче порогового значення, яке зазвичай використовується для класифікації сполуки як водо-розчинної.

Чому частина O-ксилолу може розчинятися у воді?

Дуже невелика кількість О-ксилолу може розчинятися, тому що частина його молекул може поміститися в тимчасові проміжки в мережі водневих-зв’язків води, не порушуючи її повністю, дозволяючи обмежене змішування-на молекулярному рівні, навіть якщо дві рідини в основному несумісні.

О-ксилол плаває на воді?

так O-Ксилол має щільність приблизно 0,880 г/см³, що нижче, ніж щільність води приблизно 1000 г/см³, тому він утворює плаваючий шар поверх води.

Чи може о-ксилол забруднювати ґрунтові води?

Так, якщо розлив або витік досягає ґрунту над джерелом ґрунтових вод, O-ксилол може мігрувати вниз і з часом забруднювати ґрунтові води, навіть якщо його розчинність у воді низька. Ось чому важливі належне локалізація та реагування на розлив.

Чи O-ксилол розчиняється в спирті?

так O-Ксилол змішується зі спиртами, такими як етанол, завдяки їхній спільній здатності розчиняти неполярні та помірно полярні органічні сполуки.

Чи O-ксилол розчиняється в ацетоні?

так O-Ксилол змішується з ацетоном, який зазвичай використовується поряд або замість розчинників, які-не змішуються з водою, у промислових композиціях.

Чи може вода видалити O-ксилол?

Лише вода не є ефективним способом видалення O-ксилолу з поверхонь або обладнання, оскільки вони не змішуються. Для ефективного очищення зазвичай потрібні миючі засоби на основі-розчинників, які змішуються з O-ксилолом.

Який розчинник найкраще розчиняє О-ксилол?

О-Ксилол змішується з більшістю неполярних і слабополярних органічних розчинників, включаючи бензол, ацетон, діетиловий ефір і етанол - будь-який із них розчиняє О-Ксилол набагато ефективніше, ніж вода.

Висновок

Чи O-ксилол розчиняється у воді? На практиці розчинність ксилолу у воді не - O- обмежена приблизно 160–180 мг/л при 25 градусах, а решта утворює окремий плаваючий шар рідини. Така поведінка пояснюється неполярною ароматичною вуглеводневою структурою O-ксилолу, яка не може утворювати водневі зв’язки з водою та покладається на слабкі сили Ван-дер-Ваальса для взаємодії з іншими молекулами. Ця властивість має широке значення для фарб, покриттів, клеїв, хімічної промисловості та нафтової промисловості, і вона має важливі наслідки для захисту навколишнього середовища - розливи мають тенденцію плавати та поширюватися, а не розчинятися, що вимагає спеціальних методів локалізації та-реагування на розливи. Розуміння розчинності O-ксилолу має важливе значення для будь-кого, хто зберігає, обробляє, транспортує або створює рецептуру з цим розчинником.