Ar O-ksilenas tirpsta vandenyje? Tirpumo duomenų ir pramoninio naudojimo vadovas

Greitas atsakymas

Ar O-ksilenas tirpsta vandenyje? O-Ksilenas praktiškai netirpsta vandenyje. 25 laipsnių temperatūroje O-ksileno tirpumas vandenyje yra maždaug 160–180 mg/L -, tai reiškia, kad ištirpsta tik labai maža dalis, o likusi dalis sudaro atskirą skysčio sluoksnį, kuris dėl mažesnio tankio plūduriuoja vandens viršuje.

Kas yra O-ksilenas?

O-ksilenas (orto-ksilenas)yra viena iš trijų izomerinių ksileno formų, išsiskiriančių dviejų metilo grupių padėtimi ant gretimų benzeno žiedo anglies atomų. Tai skaidrus, bespalvis skystis, turintis būdingą saldų, aromatingą kvapą, pirmiausia naudojamas kaip žaliava ftalio anhidridui gaminti ir kaip pramoninis tirpiklis.

Savybių lentelė

Ar O-ksilenas tirpsta vandenyje?

O-Ksileno tirpumas vandenyje

Esant 25 laipsnių,O-Ksileno tirpumas vandenyjeyra maždaug 160–180 mg/l. Tai reiškia, kad viename litre vandens iš tikrųjų ištirps tik dalis gramo O-ksileno, kol tirpalas taps prisotintas - bet koks papildomas O-ksilenas, pridėtas po šio taško, liks neištirpęs kaip atskira skystoji fazė. Praneštos vertėsO-Ksileno tirpumaspaprastai patenka į šį diapazoną skirtinguose etaloniniuose šaltiniuose, o nežymiai skiriasi priklausomai nuo bandymo metodo ir temperatūros kontrolės.

Klasifikacija

Nepaisant šio nedidelio tirpumo kiekio, O-ksilenas klasifikuojamas kaippraktiškai netirpivandenyje. Chemijoje junginys paprastai apibūdinamas taip, kai jo tirpumas nukrenta žemiau apytiksliai 1000 mg/l (1 g/L) - O-Ksileno tirpumas yra gerokai mažesnis už šią ribą, todėl jis tvirtai priskiriamas „tirpių“ kategorijai, naudojamai tiek akademinėse nuorodose, tiek pramoninės saugos dokumentuose, nors ir nedidelis kiekis, kurį galima išmatuoti.

Ar maišosi su vandeniu?

Ne. Kai O-ksilenas ir vanduo sujungiami, jie nesusimaišo į vieną homogeninį tirpalą. Vietoj to jie sudaro du skirtingus skysčio sluoksnius, o O-ksilenas lieka atskirai nuo vandens fazės, išskyrus nedidelę ištirpusią frakciją, nurodytą aukščiau.

Kodėl O-ksilenas netirpus vandenyje?

Like Dissolves Like

O-ksileno elgesys vandenyje priklauso nuo pagrindinio chemijos principo: „panašus ištirpsta panašus“. Panašaus poliškumo medžiagos linkusios gerai maišytis, o labai skirtingo poliškumo medžiagos linkusios atsiskirti.

• Poliškumas:Vanduo yra labai polinė molekulė - jo išlenkta forma ir deguonies bei vandenilio elektronegatyvumo skirtumas sukuria stiprų molekulinį dipolį. O-Ksilenas, priešingai, yra nepolinis aromatinis angliavandenilis. Jo benzeno žiedas ir du metilo pakaitai yra sudaryti beveik vien iš anglies -anglies ir anglies -vandenilio jungčių, kurios turi labai mažą elektronegatyvumo skirtumą ir iš esmės nesukuria grynojo molekulinio dipolio.
• Vandenilinis ryšys:Vandens molekulės sudaro platų vandenilinių jungčių tinklą viena su kita. O-Ksilenas neturi O-H, N-H ar panašių polinių ryšių, todėl jis negali dalyvauti vandenilio jungtyje su vandens molekulėmis. O-ksilenui patekus į vandenį, reikėtų nutraukti dalį šio vandenilio-jungčių tinklo, nepasiūlant jokios panašios patrauklios sąveikos mainais - energetiškai nepalankiu procesu.
• Van der Waals pajėgos:O-Ksileno molekulės sąveikauja viena su kita pirmiausia per silpnas van der Waals (dispersijos) jėgas, kurios yra daug silpnesnės nei vandenilio ryšiai, laikantys vandens molekules kartu. Šis tarpmolekulinių jėgų neatitikimas yra pagrindinė priežastis, dėl kurios du skysčiai nesimaišo, ir tai yra pagrindinė priežastisO-Ksileno tirpumasvandenyje lieka taip žemai.
• Kadangi O-ksilenas negali pakeisti vandenilinių jungčių, kurias jis išstumtų vandenyje su vienodai stipria sąveika, abu skysčiai iš esmės lieka atskiri, o tik labai mažas O-ksileno kiekis gali ištirpti molekuliniu lygiu.

Kadangi O-ksilenas negali pakeisti vandenilinių jungčių, kurias jis išstumtų vandenyje su vienodai stipria sąveika, abu skysčiai iš esmės lieka atskiri, o tik labai mažas O-ksileno kiekis gali ištirpti molekuliniu lygiu.

Kas atsitinka, kai O-ksilenas sumaišomas su vandeniu?

Jei O-ksilenas ir vanduo sujungiami ir suplakami kartu, įvyksta tokia seka:

• Suplakti:Intensyviai maišant abu skysčiai laikinai suskaidomi į mažus lašelius ir susidaro drumsta, laikina dispersija.
• Laikina dispersija:Iškart po sukratymo maži O-ksileno lašeliai pasiskirsto vandenyje, todėl mišinys atrodo miglotas arba pieniškas.
• Skirstymas į du sluoksnius:Per trumpą nusėdimo laikotarpį lašeliai susilieja ir mišinys vėl atsiskiria į du skirtingus sluoksnius.
• Viršutinis sluoksnis:O-Ksilenas sudaro viršutinį sluoksnį. Taip yra todėl, kad jo tankis (~0,880 g/cm³) yra mažesnis nei vandens (~1,000 g/cm³), todėl jis plūduriuoja.
• Apatinis sluoksnis:Vanduo, būdamas tankesnis, nusėda kaip apatinis sluoksnis, kuriame yra tik nedidelis ištirpusio O-ksileno kiekis (~160–180 mg/L).

Šis plūduriuojantis elgesys yra svarbus praktinis atsakas į išsiliejimą ir nuotekų valymą, aptariamas toliau.

Tirpumo palyginimas su kitais įprastais tirpikliais

O-Ksilenas lengvai maišosi su daugeliu nepolinių ir vidutiniškai polinių organinių tirpiklių, o tai atspindi tą patį principą „panašus ištirpsta panašiai“, kaip aptarta aukščiau -, šie tirpikliai turi panašų nepolinį arba silpnai polinį pobūdį kaip O-ksilenas, skirtingai nei vanduo. Štai kodėlO-Ksileno tirpumas vandenyjeyra labai žemame skalės gale, palyginti su jo tirpumu organiniuose tirpikliuose.

Kodėl tirpumas vandenyje svarbus pramonėje

Mažas O-Ksileno tirpumas vandenyje turi tiesioginių, praktinių pasekmių keliose pramonės šakose:

Dažai ir dangos- Formuliatoriai remiasi O-ksileno nesimaišymu su vandeniu, kad būtų galima kontroliuoti džiūvimą, plėvelės susidarymą ir suderinamumą su tirpiklio -pagrindo (priešingai nei vandens{3}}pagrindo) dangų sistemose.

Klijai- Tirpikliu-pagrįstose klijų kompozicijose O-ksileno nepolinis pobūdis padeda ištirpinti dervas ir polimerus, kurie patys netirpūs vandenyje.

Chemijos gamyba- Kaip žaliava ftalio anhidrido gamybai, O-ksileną lengva atskirti nuo vandeninių proceso srautų dėl mažo tirpumo ir tankio skirtumo, todėl supaprastinamas tolesnis valymas.

Naftos- O-Ksilenas natūraliai randamas naftos-aromatiniuose srautuose; jo vandenyje -tirpsta prigimtis atsižvelgiama į naftos perdirbimo gamyklų atskyrimo ir maišymo procesus.

Aplinkos apsauga- Kadangi O-ksilenas lengvai netirpsta vandenyje, išsiliejimai paprastai sudaro atskirą plūduriuojantį sluoksnį, o ne išsisklaido į vandens telkinį -, o tai tiesiogiai lemia atsako į išsiliejimą procedūras (žr. toliau).

Laboratorinis naudojimas- Analitinės ir tyrimų laboratorijos atsižvelgia į mažą O-ksileno tirpumą vandenyje, kurdamos ekstrahavimo metodus, fazinio-atskyrimo etapus ir mėginių paruošimo protokolus.

Poveikis aplinkai

Kai O-ksilenas patenka į aplinką -, pavyzdžiui, išsiliejus ar nutekėjus -, mažas jo tirpumas vandenyje ir specifinės fizinės savybės lemia, kaip jis elgiasi:

• Vandens tarša:Net jei ištirpsta tik nedidelė dalis, ta ištirpusi dalis vis tiek gali kelti pavojų vandens organizmams ir gali prireikti stebėjimo ir ištaisymo.
• Plaukiojantis sluoksnis:Kadangi O-ksilenas yra mažiau tankus nei vanduo, išsiliejęs produktas paprastai sudaro matomą plūduriuojantį sluoksnį vandens paviršiuje, o ne maišosi visame vandens stulpelyje.
• Garavimas:O-Ksilenas yra lakus, o dalis išsiliejusio paviršiaus ilgainiui išgaruos į orą, o tai yra svarbus aplinkos praradimo būdas kartu su tirpimu.
• Dirvožemio adsorbcija:Dirvožemio ar požeminio vandens kontekste O-ksilenas linkęs adsorbuotis ant organinių medžiagų dirvožemyje, o ne laisvai migruoti su vandeniu, nors tam tikromis sąlygomis jis vis tiek gali judėti dirvožemyje ir pasiekti požeminį vandenį.
• Atsakas į išsiliejimą:Aukščiau aprašytas plūduriuojančio -sluoksnio elgesys yra tiesiogiai susijęs su izoliavimo - plūduriuojančiomis strėlėmis ir nugriebimo įranga, dažniausiai naudojama naftos išsiliejimui, taip pat veiksmingos O-ksileno išsiliejimui ant vandens.

Geriausia praktika

• Nedelsdami sustabdykite išsiliejusius produktus naudodami sugeriančias medžiagas arba plūduriuojančias strėles, kad išvengtumėte išsiliejimo.
• Venkite išsipylimų į kanalizaciją, griovius ar vandens telkinius - tai „neištirps“ problemos ir gali paskleisti užteršimą.
• Stebėkite netoliese esančius vandens šaltinius, jei išsiliejimas įvyksta šalia požeminio ar paviršinio vandens.
• Laikykitės vietinių aplinkosaugos taisyklių pranešdami apie aromatinių angliavandenilių išsiliejimus ir juos pašalindami.

Laikymo ir tvarkymo patarimai

Norėdami išvengti vandens užteršimo ir išlaikyti produktų kokybę, pramoniniai naudotojai turėtų:

• Laikykite O-ksileną sandariuose, korozijai{1}}atspariuose induose, apsaugotose nuo tiesioginio lietaus.
• Venkite laikymo vietų, kur nuotėkis galėtų pasiekti požeminį ar paviršinio vandens šaltinius.
• Užtikrinkite, kad saugojimo vietose būtų tinkama antrinė izoliacija (tvarsčiai), kad būtų užfiksuoti nuotėkiai prieš jiems pasiekiant dirvožemį ar kanalizaciją.
• Niekada neišmeskite O-ksileno arba neskalaukite talpyklų į kanalizaciją -, nes tai gali sukelti vandens užteršimą ir teisės aktų pažeidimus.
• Sandėliavimo vietas laikykite toliau nuo grindų kanalizacijos, prijungtos prie komunalinių vandens sistemų.

Dažnai užduodami klausimai

Ar O-ksilenas tirpsta vandenyje?

Ne, ne įprasta prasme.O-Ksilenaspraktiškai netirpsta vandenyje, tik apie 160–180 mg/l tirpsta 25 laipsnių temperatūroje. Jis klasifikuojamas kaip "praktiškai netirpus", o ne visiškai netirpus.

Kas yra O-ksileno tirpumas vandenyje?

O-Ksileno tirpumas vandenyjeyra maždaug 160–180 mg/l 25 laipsnių temperatūroje, gerokai žemiau slenksčio, kuris paprastai naudojamas klasifikuojant junginį kaip tirpų vandenyje.

Kodėl šiek tiek O-ksileno gali ištirpti vandenyje?

Labai mažas O-ksileno kiekis gali ištirpti, nes dalis jo molekulių gali tilpti į laikinus vandens vandenilio -jungčių tinklo tarpus jo visiškai nesuardant, todėl molekulinis-lygis gali susimaišyti ribotai, nors abu skysčiai iš esmės yra nesuderinami.

Ar O-ksilenas plūduriuoja ant vandens?

Taip. O-Ksileno tankis yra maždaug 0,880 g/cm³, mažesnis už maždaug 1 000 g/cm³ vandens tankį, todėl jis sudaro plūduriuojantį sluoksnį ant vandens.

Ar O-ksilenas gali užteršti požeminį vandenį?

Taip, jei išsiliejimas arba nuotėkis pasiekia dirvožemį virš požeminio vandens šaltinio, O-ksilenas gali migruoti žemyn ir laikui bėgant užteršti požeminį vandenį, nors jo tirpumas vandenyje yra mažas. Štai kodėl svarbu tinkamai izoliuoti ir reaguoti į išsiliejimą.

Ar O-ksilenas tirpsta alkoholyje?

Taip. O-Ksilenas maišosi su alkoholiais, tokiais kaip etanolis, dėl bendro jų gebėjimo ištirpinti nepolinius ir vidutiniškai polinius organinius junginius.

Ar O-ksilenas tirpsta acetone?

Taip. P

Ar vanduo gali pašalinti O-ksileną?

Vien vanduo nėra veiksmingas būdas pašalinti O-ksileną nuo paviršių ar įrangos, nes jie nesimaišo. Veiksmingam valymui paprastai reikalingos tirpiklių{2}}valymo priemonės, kurios maišosi su O-ksilenu.

Kuris tirpiklis geriausiai tirpina O-ksileną?

O-Ksilenas maišosi su daugeliu nepolinių ir silpnai polinių organinių tirpiklių, įskaitant benzeną, acetoną, dietilo eterį ir etanolį - bet kuris iš jų O-ksileną ištirpdys daug efektyviau nei vanduo.

Išvada

Ar O-ksilenas tirpsta vandenyje? Praktiškai ksileno tirpumas vandenyje nėra ribojamas iki maždaug 160–180 mg/l 25 laipsnių temperatūroje, o likusi dalis sudaro atskirą, plūduriuojantį skysčio sluoksnį. Toks elgesys paaiškinamas nepoline ksileno aromatinių angliavandenilių struktūra, kuri negali sudaryti vandenilinių jungčių su vandeniu ir priklauso nuo silpnų van der Waals jėgų sąveikaujant su kitomis molekulėmis. Ši savybė labai svarbi dažų, dangų, klijų, chemijos gamyboje ir naftos pramonėje, be to, ji turi svarbių pasekmių aplinkos apsaugai - išsiliejimas linkęs plūduriuoti ir plisti, o ne ištirpti, todėl reikia imtis specialių sulaikymo ir išsiliejimo{10}}reagavimo praktikų. O-Ksileno tirpumo supratimas yra būtinas visiems, kurie laiko, tvarko, transportuoja arba gamina su šiuo tirpikliu.