Растворим ли О-ксилол в воде? Данные о растворимости и руководство по промышленному обращению

Быстрый ответ

Растворяется ли О-ксилол в воде? О-Ксилол практически нерастворим в воде. При 25 градусах растворимость O-ксилола в воде составляет примерно 160–180 мг/л -, что означает, что растворяется только очень небольшая часть, а остальная часть образует отдельный слой жидкости, который плавает на поверхности воды из-за своей более низкой плотности.

Что такое о-ксилол?

О-ксилол (орто-ксилол)— одна из трёх изомерных форм ксилола, отличающаяся расположением двух метильных групп на соседних атомах углерода бензольного кольца. Это прозрачная бесцветная жидкость с характерным сладким ароматным запахом, используемая в основном в качестве сырья для производства фталевого ангидрида и в качестве промышленного растворителя.

Таблица свойств

Растворим ли О-ксилол в воде?

Растворимость о-ксилола в воде

При 25 градусах,O-Растворимость ксилола в водесоставляет примерно 160–180 мг/л. Это означает, что в одном литре воды только часть грамма O-ксилола фактически растворится до того, как раствор станет насыщенным -, любой дополнительный O-ксилол, добавленный после этой точки, останется нерастворенным в виде отдельной жидкой фазы. Заявленные значения дляO-Растворимость в ксилолеобычно попадают в этот диапазон для разных эталонных источников с небольшими вариациями в зависимости от метода тестирования и контроля температуры.

Классификация

Несмотря на небольшую растворимость, O-ксилол классифицируется какпрактически нерастворимыйв воде. В химии соединение обычно описывается таким образом, когда его растворимость падает ниже примерно 1000 мг/л (1 г/л). - O-Растворимость ксилола значительно ниже этого порога, что твердо помещает его в категорию «нерастворимых», используемую как в научных справочниках, так и в документации по промышленной безопасности, даже несмотря на то, что небольшое измеримое количество действительно растворяется.

Смешивается ли он с водой?

Нет. При соединении О-ксилола и воды они не смешиваются в единый гомогенный раствор. Вместо этого они образуют два отдельных слоя жидкости, при этом O-ксилол остается отдельным от водной фазы, за исключением небольшой растворенной фракции, отмеченной выше.

Почему о-ксилол нерастворим в воде?

Подобное растворяется в подобном

Поведение O-ксилола в воде сводится к основному химическому принципу: «подобное растворяется в подобном». Вещества с одинаковой полярностью имеют тенденцию хорошо смешиваться, тогда как вещества с очень разной полярностью имеют тенденцию разделяться.

• Полярность:Вода — высокополярная молекула -, ее изогнутая форма и разница электроотрицательностей между кислородом и водородом создают сильный молекулярный диполь. O-Ксилол, напротив, представляет собой неполярный ароматический углеводород. Его бензольное кольцо и два метильных заместителя почти полностью состоят из углеродных-углеродных и углеродных-водородных связей, которые имеют очень небольшую разницу в электроотрицательности и практически не образуют чистого молекулярного диполя.
• Водородная связь:Молекулы воды образуют разветвленную сеть водородных связей друг с другом. O-Ксилол не имеет O-H, N-H или аналогичных полярных связей, поэтому он не может участвовать в водородных связях с молекулами воды. Введение О-ксилола в воду потребовало бы разрыва части этой сети водородных-связей без какого-либо сравнимого притягивающего взаимодействия взамен - энергетически невыгодного процесса.
• Силы Ван дер Ваальса:Молекулы O-ксилола взаимодействуют друг с другом в основном посредством слабых сил Ван-дер-Ваальса (дисперсии), которые намного слабее, чем водородные связи, удерживающие молекулы воды вместе. Это несоответствие межмолекулярных сил является фундаментальной причиной сопротивления смешиванию двух жидкостей и основной причинойO-Растворимость в ксилолев воде остается так низко.
• Поскольку O-ксилол не может заменить водородные связи, которые он вытеснил бы в воде при одинаково сильном взаимодействии, две жидкости остаются в значительной степени раздельными, и лишь очень небольшое количество O-ксилола способно растворяться на молекулярном уровне.

Поскольку O-ксилол не может заменить водородные связи, которые он вытеснил бы в воде при одинаково сильном взаимодействии, две жидкости остаются в значительной степени раздельными, и лишь очень небольшое количество O-ксилола способно растворяться на молекулярном уровне.

Что происходит, когда о-ксилол смешивается с водой?

Если O-ксилол и воду объединить и встряхнуть, произойдет следующая последовательность действий:

• Встряхнуть:Энергичное перемешивание временно разбивает обе жидкости на мелкие капли, создавая мутную временную дисперсию.
• Временное рассеивание:Сразу после встряхивания крошечные капли O-ксилола взвешиваются в воде, придавая смеси мутный или молочный вид.
• Разделение на два слоя:В течение короткого периода осаждения капли сливаются, и смесь снова разделяется на два отдельных слоя.
• Верхний слой:O-Ксилол образует верхний слой. Это связано с тем, что его плотность (~ 0,880 г/см³) ниже, чем у воды (~ 1,000 г/см³), поэтому он плавает.
• Нижний слой:Вода, будучи более плотной, оседает нижним слоем, неся в себе лишь следы растворенного O-ксилола (~ 160–180 мг/л).

Такое плавающее поведение является важным практическим фактором при ликвидации разливов и очистке сточных вод, о чем речь пойдет ниже.

Сравнение растворимости с другими распространенными растворителями

O-Ксилол легко смешивается с большинством неполярных и умеренно полярных органических растворителей, что отражает тот же принцип «подобное растворяется подобное», обсуждавшийся выше - эти растворители имеют схожий неполярный или слабополярный характер с O-ксилолом, в отличие от воды. Вот почемуO-Растворимость ксилола в воденаходится на самом нижнем уровне шкалы по сравнению с его растворимостью в органических растворителях.

Почему растворимость в воде имеет значение в промышленности

Низкая растворимость о-ксилола в воде имеет прямые практические последствия в нескольких отраслях:

Краски и покрытия- Разработчики рецептур полагаются на несмешиваемость О-ксилола с водой для контроля характеристик высыхания, образования пленки и совместимости с системами покрытий на-основе -(в отличие от систем покрытий на основе воды-).

Клеи- В составах клеев-на основе растворителей неполярный характер O-ксилола помогает растворять смолы и полимеры, которые сами по себе нерастворимы в воде.

Химическое производство- О-ксилол, являющийся сырьем для производства фталевого ангидрида, легко отделяется от водных технологических потоков из-за его низкой растворимости и разницы в плотности, что упрощает последующую очистку.

Нефть- О-Ксилол в природе встречается в потоках ароматических веществ,-производных нефти; его водо-нерастворимая природа учитывается в процессах разделения и смешивания на нефтеперерабатывающих заводах.

Охрана окружающей среды- Поскольку о-ксилол плохо растворяется в воде, разливы имеют тенденцию образовывать отчетливый плавающий слой, а не рассеиваться в водоеме -, и этот факт напрямую влияет на процедуры реагирования на разливы (см. ниже).

Лабораторное использование- Аналитические и исследовательские лаборатории учитывают низкую растворимость о-ксилола в воде при разработке методов экстракции, этапов-разделения фаз и протоколов подготовки проб.

Воздействие на окружающую среду

Когда О-ксилол попадает в окружающую среду -, например, в результате разлива или утечки -, его низкая растворимость в воде и особые физические свойства определяют его поведение:

• Загрязнение воды:Несмотря на то, что растворяется лишь небольшая часть, эта растворенная часть все равно может представлять риск для водных организмов и может потребовать мониторинга и устранения последствий.
• Плавающий слой:Поскольку O-ксилол менее плотен, чем вода, пролитый продукт имеет тенденцию образовывать видимый плавающий слой на поверхности воды, а не смешиваться по всей толще воды.
• Испарение:O-Ксилол летуч, и часть разлитого на поверхности вещества со временем испаряется в воздух, что наряду с растворением является значительным источником потерь для окружающей среды.
• Адсорбция почвы:В почве или грунтовых водах O-ксилол имеет тенденцию адсорбироваться на органических веществах в почве, а не свободно мигрировать с водой, хотя при определенных условиях он все же может перемещаться через почву и достигать грунтовых вод.
• Реакция на разлив:Описанное выше поведение плавающего-слоя напрямую связано с сдерживанием - плавучих бонов и скиммингового оборудования, обычно используемых при разливах нефти, которые также эффективны при разливах о-ксилола на воде.

Лучшие практики

• Немедленно локализуйте разливы, используя абсорбирующие материалы или плавучие боны, чтобы предотвратить распространение.
• Не смывайте пролитую жидкость в канализацию, канавы или водотоки -, это не "решит" проблему, а может привести к распространению загрязнения.
• Контролируйте близлежащие источники воды, если разлив происходит вблизи грунтовых или поверхностных вод.
• Соблюдайте местные экологические нормы при сообщении о разливах ароматических углеводородов и ликвидации их последствий.

Советы по хранению и обращению

Чтобы предотвратить загрязнение воды и сохранить качество продукции, промышленные пользователи должны:

• Храните О-ксилол в герметичных, коррозионно-стойких-контейнерах вдали от прямых осадков.
• Избегайте мест хранения, где сточные воды могут попасть в грунтовые или поверхностные источники воды.
• Убедитесь, что места хранения имеют надлежащую вторичную изоляцию (обвалку) для улавливания утечек до того, как они попадут в почву или водостоки.
• Никогда не выбрасывайте о-ксилол и не ополаскивайте контейнеры в канализацию -, это может привести к загрязнению воды и нарушениям нормативных требований.
• Храните складские помещения подальше от стоков в полу, подключенных к муниципальным системам водоснабжения.

Часто задаваемые вопросы

Растворяется ли О-ксилол в воде?

Нет, не в обычном смысле.О-ксилолпрактически нерастворим в воде, при 25 градусах растворяется всего около 160–180 мг/л. Он классифицируется как «практически нерастворимый», а не полностью нерастворимый.

Какова растворимость о-ксилола в воде?

O-Растворимость ксилола в водесоставляет примерно 160–180 мг/л при 25 градусах, что значительно ниже порога, обычно используемого для классификации соединения как водо-растворимого.

Почему некоторое количество O-ксилола может растворяться в воде?

Очень небольшое количество O-ксилола может раствориться, поскольку часть его молекул может проникнуть во временные промежутки в сети водородных-связей воды, не разрушая ее полностью, что обеспечивает ограниченное смешивание на молекулярном-уровне, хотя эти две жидкости в значительной степени несовместимы.

Плавает ли О-ксилен в воде?

Да. O-Ксилол имеет плотность примерно 0,880 г/см³, что ниже плотности воды, составляющей примерно 1000 г/см³, поэтому он образует плавающий слой поверх воды.

Может ли О-ксилол загрязнять грунтовые воды?

Да, если разлив или утечка достигают почвы над источником грунтовых вод, O-ксилол может мигрировать вниз и со временем загрязнять грунтовые воды, даже несмотря на то, что его растворимость в воде низкая. Вот почему так важны надлежащие локализация и реагирование на разливы.

Растворяется ли О-ксилен в спирте?

Да. O-Ксилол смешивается со спиртами, такими как этанол, из-за их общей способности растворять неполярные и умеренно полярные органические соединения.

Растворяется ли O-ксилен в ацетоне?

Да. O-Ксилол смешивается с ацетоном, который обычно используется вместе или вместо растворителей,-несмешивающихся с водой, в промышленных составах.

Может ли вода удалить O-ксилол?

Вода сама по себе не является эффективным способом удаления O-ксилола с поверхностей или оборудования, поскольку они не смешиваются. Для эффективной очистки обычно требуются чистящие средства на основе растворителей-, смешивающиеся с о-ксилолом.

Какой растворитель лучше всего растворяет O-ксилол?

O-Ксилол смешивается с большинством неполярных и слабополярных органических растворителей, включая бензол, ацетон, диэтиловый эфир и этанол. - любой из них растворяет O-ксилол гораздо эффективнее, чем вода.

Заключение

Растворяется ли О-ксилол в воде? На практике растворимость - O-ксилола в воде не ограничивается примерно 160–180 мг/л при 25 градусах, а остальная часть образует отдельный плавающий слой жидкости. Такое поведение объясняется неполярной ароматической углеводородной структурой O-ксилола, которая не может образовывать водородные связи с водой и вместо этого полагается на слабые силы Ван-дер-Ваальса для взаимодействия с другими молекулами. Это свойство широко применяется в производстве красок, покрытий, клеев, химической промышленности и нефтяной промышленности, а также имеет важные последствия для защиты окружающей среды. - разливы имеют тенденцию плавать и распространяться, а не растворяться, что требует специальных мер по локализации и ликвидации разливов-. Понимание растворимости о-ксилола необходимо для тех, кто хранит, обрабатывает, транспортирует или разрабатывает рецептуры с этим растворителем.