Фенол (гидроксибензол, карболовая кислота)


Молекулярная масса 94,11; бесцветный, розовеющие на воздухе кристаллы с характерным запахом; t плавления 40,8°С, t кипения 181,84°С; плотность d425 1,132, d441 (жидкость) 1,0576; nD41 1,5509; р крит 6,11 МПа; t критическая 419°С; η 2,47·10-6 (60°С) и 1,56·10-6 м2/с (80°С); γ 0,03766 Н/м (50°С); μ 4,736·10-30 Кл·м; Cop 132,7 Дж/(моль·К); ∆Hопл 11,5 кДж/моль; ∆Hоисп 45,923 кДж/моль; ∆Hовозг 68,594 кДж/моль (25°С); ∆Hосгор -3051,8 кДж/моль; ∆Hообр -162,944 кДж/моль; ε 11,60 (жидкость, 40°С), 2,83 (кристаллы, 20°С). Фенол - слабая кислота, рКа 9,98 (вода, 25°С). Хорошо растворим в этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне, CHCl3 и других органических растворителях, умеренно - в воде (6,7 г в 100 мл при 16°С), при температуре выше 66°С растворяется в воде в любом соотношении. Образует двухкомпонентные азеотропные смеси, например, с H2O (t кипения 99,6°С, 9,2% по массе фенола), кумолом (t кипения 170,5°С, 37% фенола), анилином (t кипения 186,22°С, 42% фенола) и трехкомпонентные азеотропные смеси, например, с H2O и кумолом (t кипения 134,3°С, 79,5% фенола, 20,33% H2O и 0,17% кумола).

По химическим свойствам фенол - типичный представитель фенолов; первый член ряда. При взаимодействии с щелочами MeOH фенолов образует соли - феноляты формулы C6H5OMe. Взаимодействие C6H5ONa с диметилсульфатом приводит к простому эфиру фенола - анизолу. Сложные эфиры образуются при нагревании фенола с хлорангидридами кислот в присутствии третичных аминов или с раствором NaOH (реакция Шоттена - Баумана). По реакции Кольбе - Шмитта фенол при действии NaOH и CO2 превращается в салициловую кислоту, при действии KOH и CO2 - в n-гидроксибензойную. Аммонолиз фенола при 300-600°С и давлении выше 1,5 МПа (катализатор Al2O3 или алюмосиликат) приводит к анилину.

Реакции электрофорезного замещения протекают по орто- и пара- положениям. Так, нитрование фенола концентрированной HNO3 приводит к 2,4,6-тринитрофенолу (пикриновой кислоте), бромирование Br2 - к 2,4,6-трибромфенолу, сульфирование - к смеси о- и n-фенолсульфокислот, алкилирование алкилгалогенидами, олефинами или спиртами в присутствии кислых катализаторов - к смеси o- и n-алкилфенолов. Фенолы легко конденсируется с карбонильными соединениями, образуя, например, с формальдегидом феноло-формальдегидные смолы, с ацетоном - бисфенол А [2,2-бмс-(4-гидроксифенил)пропан], с фталевым ангидридом - фенолфталеин. Окисление фенола кислородом воздуха или персульфатом калия в щелочной среде приводит к гидрохинону. При действии LiAlH4 при 350°C фенол превращается в бензол, в условиях жидкофазного гидрирования в присутствии Ni- и Pd-катализаторов - в циклогенсанол. Последний (с примесью циклогексанона) образуется также при газофазном гидрировании фенол в присутствии металлов VIII гр. (например, Pd/Al2O3, 120-140°C, 1-1,5 МПа; Ni-Ренея, 150°C, 1-2 МПа; Fe-Cr, 100-120°C, 1-2 МПа).

В промышленности фенол синтезируют преимущественно окислением кумола O2 воздуха при 90-130°C в присутствии щелочных добавок с послед, разложением образующегося гидропероксида кумола (так называемый кумольный метод, или метод Удриса - Сергеева). Выход фенола около 96% в расчете на кумол; выделяют фенол и ацетон ректификацией. Побочные продукты - α-метилстирол и ацетофенон, от примесей которых (окись мезитила, 2-метилбензофуран и др.) Фенол очищают на катионитах или обработкой H2SO4.

Для обнаружения фенола используют цветные реакции, например, с раствором FeCl3 (фиолетовое окрашивание, исчезающее при подкислении), бромной водой (появление белого осадка); для идентификации фенола- кристаллические производные Фенола, например, феноксиуксусную кислоту (t плавления 98-99°C). Количественно фенол определяют иодометрией, бромометрией или хроматографически.

Фенол - антисептическое и дезинфицирующее средство (карболка черная). Применяют фенол для производства различных фенольных смол (фенолоальдегидных, резольных), ε-капролактама, адипиновой кислоты, анилина, бисфенола А, алкилфенолов, пестицидов, пластификаторов. Фенол используется в синтезе многих лекарственных средств, например, аспирина, салола, фенолфталеина.

Температура вспышки 79°C (в закрытом тигле), 85°C (в открытом); температура самовоспламенения 595°C; КПВ 0,3-2,4%.

Фенол вызывает нарушение функций нервной системы, дыхания и кровообращения, раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, вызывает ожоги при попадании на кожу. ПДК в атмосферном воздухе 0,003 мг/м3, в воздухе рабочей зоны 0,3 мг/м3, в воде водоемов рыбохозяйственного и хозяйственно-бытового пользования 0,001 мг/л. ЛД50 427 мг/кг (мыши, внутрижелудочно).


Хроматограммы образцов, содержащих это вещество

Метод Название Колонка
ВЭЖХ Стандартная смесь фенола и метакрезола Luna C18(2) 250х4.6 мм 5 мкм
ВЭЖХ Фенол в водопроводной воде Synergi Polar-RP 250х4.6 мм 4 мкм
ВЭЖХ Фенол в сточной воде Synergi Polar-RP 250х4.6 мм 4 мкм
Copyright © АО "Аквилон"