苯類物質(zhì)的特點(diǎn)及應(yīng)用

譚 冰

黑龍江護(hù)理高等?？茖W(xué)校

苯作為一種化學(xué)物質(zhì)有其特殊的性質(zhì)。由于其自身的獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使得苯在工業(yè)生產(chǎn)中和房屋裝修用料中都有發(fā)揮作用，但是它本身也存在著難以避免的有毒性。因此本文從苯的特點(diǎn)與用途角度對(duì)這個(gè)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行簡要分析。

苯在化學(xué)和工業(yè)制成品的應(yīng)用以及苯在使用過程中的揮發(fā)以及實(shí)驗(yàn)廢渣的隨意堆放，本身的劇毒性得以傳播，給人體和生態(tài)都帶來了危害，從而越發(fā)引起了大家的關(guān)注，以下我們就簡要從幾個(gè)方面進(jìn)行介紹和討論。

1 苯類物質(zhì)的概述

苯的總體概況

苯作為一種化學(xué)物質(zhì)，在常溫下呈一種透明的液態(tài)物質(zhì)。它無色略帶點(diǎn)甜味，帶有刺激性的芳香味道。苯具有燃燒的性質(zhì)，且有特別大的毒性，濃度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可以大大增高致癌率。經(jīng)由皮膚表層以及呼吸系統(tǒng)入侵到人體內(nèi)部，在人體內(nèi)溶解的途徑幾乎沒有，就是因?yàn)樗哂袆《拘裕虼送ǔＪ褂眉妆絹硖娲?。苯作為碳?xì)浠衔锏囊环N，是結(jié)構(gòu)最簡單的芳烴，其化學(xué)式是C6H6。它對(duì)于水也具有很難溶解的特性，但對(duì)于有機(jī)溶劑具有易溶性，是用作有機(jī)溶劑的良好選擇。苯構(gòu)成的環(huán)系結(jié)構(gòu)是苯環(huán)，屬于最簡單的芳環(huán)。苯分子去掉一個(gè)氫后的構(gòu)造叫苯基，用Ph 表示，苯可以縮寫為PhH。苯是重要的石油化工基礎(chǔ)原料，苯的年生產(chǎn)數(shù)量和生產(chǎn)達(dá)到的技術(shù)水平是國家間石油化工發(fā)展水平相互比較的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。

苯類物質(zhì)的分類

苯類物質(zhì)主要包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯以及由苯構(gòu)成的更多的苯的化合物等物質(zhì)。

苯類物質(zhì)的物理、化學(xué)特性

苯的物理性質(zhì)

除了概述中陳述的苯的物理特性外，苯還具有密度小于水的特點(diǎn)，苯的沸點(diǎn)比水低，為80.1℃，熔點(diǎn)也很低，幾乎常溫狀態(tài)下就會(huì)發(fā)生燃燒，大概就在攝氏度五點(diǎn)五度左右。但其分子質(zhì)量比水重。苯雖然難溶于水，即使1kg的水中也只能溶解1.7g 苯，甚至是更少。但苯的另一特性卻是作有機(jī)溶劑，它溶解有機(jī)物質(zhì)與部分非極性的無機(jī)物質(zhì)的性能特別好，除甘油以及乙二醇、多元醇這些特別難溶解物質(zhì)不能溶解之外，大部分的有機(jī)溶劑都可溶。碘和硫這兩種物質(zhì)，可以溶解，其他無機(jī)物都不可在苯中溶解。苯在一定條件下與水反應(yīng)，形成持續(xù)沸騰的沸物狀態(tài)，溫度只需控制在69℃上，此時(shí)沸騰的物體中，苯的含量能夠達(dá)到91%以上。所以在許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了剔除那些生成的水分的影響，通常在其中放入苯進(jìn)行蒸餾，從而將水除去。

苯的化學(xué)特性

說起苯的化學(xué)特性，就必然提到三個(gè)反應(yīng)。一個(gè)是任意基團(tuán)和苯環(huán)結(jié)構(gòu)上的氫原子間相互調(diào)換的化學(xué)反應(yīng)，叫做取代反應(yīng)。還有一個(gè)是單獨(dú)在苯環(huán)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)生的加成反應(yīng)，苯環(huán)結(jié)構(gòu)不具備碳和碳雙鍵結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)是一類處于單鍵結(jié)構(gòu)和雙鍵結(jié)構(gòu)間的特殊構(gòu)成鍵。第三個(gè)，就是常見的燃燒反應(yīng)。有毒性作為它的又一特性，必然會(huì)導(dǎo)致對(duì)人身體健康的危害，苯本身的揮發(fā)性很強(qiáng)，一旦打開盛放的密閉容器，就很容易揮發(fā)彌漫在空氣中，人或者動(dòng)物通過鼻腔的呼吸以及皮膚表層的直接接觸，攝入量過多時(shí)，大量的苯入侵到生物體內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)急性或者慢性苯中毒?；瘜W(xué)家經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，引起生物體出現(xiàn)苯中毒的原因中有一定程度在于進(jìn)入體內(nèi)的苯發(fā)生某種化學(xué)反應(yīng)形成了苯酚。苯作為毒性很強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，如果人長期暴露在苯濃度過高的環(huán)境，人的神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)受到損壞，急性苯中毒會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)出現(xiàn)痙攣，甚至出現(xiàn)短暫昏迷、嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)致死亡。據(jù)了解，白血病患者當(dāng)中，很大比例的人群有過苯及其有機(jī)制品的長期接觸史。

2 苯類物質(zhì)的應(yīng)用

苯在日常生活中的運(yùn)用

在20 世紀(jì)三十年代初，苯就被人類在工業(yè)上加以利用。工業(yè)上常用它作溶劑，大概的用途就是給金屬脫脂。但由于苯的毒性，而溶劑的批量化生產(chǎn)過程必定會(huì)使人體有機(jī)會(huì)長時(shí)間接觸苯溶劑，這無疑是危險(xiǎn)的，所以目前早已不使用苯作溶劑。后來人們還發(fā)現(xiàn)，苯類物質(zhì)的苯環(huán)結(jié)構(gòu)在碰撞過程中能緩解這種碰撞效應(yīng)。因此人們根據(jù)它的這一減輕爆破和震動(dòng)的性能而將苯作為新型的汽油添加劑。二十世紀(jì)五十年代末，人們?cè)跊]有發(fā)現(xiàn)更好的代替物質(zhì)四乙基鉛之前，幾乎全部的抗爆劑使用的全部是苯。但是如今隨著含鉛汽油的被人們證實(shí)危害頗大后也漸漸離開了人們的視線，苯因此再次被投入使用作抗爆劑。但畢竟苯的揮發(fā)等特性對(duì)身體有不可逆轉(zhuǎn)的危害，生產(chǎn)苯的工廠的廢渣排放又難免使得地下水質(zhì)同樣受到了污染，許多歐洲美洲的地區(qū)已經(jīng)開始意識(shí)到這個(gè)問題，并出臺(tái)政策明令限制汽油中苯作添加劑的含量。

苯在工業(yè)上應(yīng)用過最廣泛的應(yīng)屬做化工原料。苯能夠通過化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)很多的苯的衍生物等苯類物質(zhì)。苯經(jīng)過工業(yè)上大批量的加工和實(shí)驗(yàn)，能夠通過取代實(shí)驗(yàn)、加成實(shí)驗(yàn)、氧化實(shí)驗(yàn)這三種基本實(shí)驗(yàn)合成出大量的相關(guān)苯類物質(zhì)。這些物質(zhì)或者是制造塑料、橡膠等的良好原料，或者是纖維制作、染料加工的重要來源，還可能被用來繼續(xù)制作生活用的去污噴劑和農(nóng)業(yè)用滅蟲劑。由此可見，苯的用途在工業(yè)上還是很廣的。苯也就是制造苯類物質(zhì)的過渡性的基礎(chǔ)的原材料。如：苯可以和乙烯反應(yīng)形成乙苯，生產(chǎn)出的乙苯繼續(xù)加工制造出做塑料的苯乙烯，像塑料袋等塑料制品的毒性也是源于此。苯還能和丙烯反應(yīng)合成出異丙苯，生產(chǎn)出的異丙苯還要再使用具體方法來批量制造苯酚。苯酚在工業(yè)上的用途也很廣。譬如制作丙酮、制樹脂還有工業(yè)用黏合劑，通過苯類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)特性來生產(chǎn)制尼龍的環(huán)己烷以及生成另一重要化工原料順丁烯二酸酐，被用于制作苯胺的硝基苯也是苯類物質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物之一，還有農(nóng)藥成分中含有的各種氯苯也是經(jīng)過苯的基本反應(yīng)合成的，還有許多工廠用的生產(chǎn)用工業(yè)洗滌劑和各種添加劑，他們的主要原料就是由苯參與的反應(yīng)合成的烷基苯，還有很多合成氫醌、蒽醌等化工產(chǎn)品的過程都需要苯的應(yīng)用。

苯類物質(zhì)應(yīng)用中帶給我們的危害

甲苯、乙苯和二甲苯這一類都是苯類物質(zhì)，作為重要的工業(yè)原材料在工業(yè)上發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。這些廣泛應(yīng)用于石油、化工、農(nóng)業(yè)用藥這些行業(yè)以及用于塑料、纖維、染料原料合成等行業(yè)中，導(dǎo)致了它們通過各種可能的渠道影響著人們的身體及其居住環(huán)境。這幾種化合物在生產(chǎn)加工的初始過程中以及后續(xù)的運(yùn)輸儲(chǔ)存使用過程中，很容易進(jìn)入到水域環(huán)境和食物鏈中。現(xiàn)在的水環(huán)境中溶解的微量甲苯、乙苯和二甲苯的主要來源是城市交通運(yùn)輸工具汽車等的排放污染。石油化工和燃煤行業(yè)中，燃燒生成各種化合物等大氣污染物的直接排放，在降水過程中沉降進(jìn)入到水體中。化工廠廢水不達(dá)標(biāo)排放，一些填埋場舊址的地下滲透和地下儲(chǔ)油罐遭腐蝕引起的汽油泄露，這種物質(zhì)就可能吸附溶解在水域中，在地下水循環(huán)體系中就可能繼續(xù)遷移轉(zhuǎn)化，進(jìn)而污染飲用水源以及水域中的生物，從而經(jīng)過食物鏈最終影響的都是人類的健康?？茖W(xué)數(shù)據(jù)證明這不僅會(huì)損害人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，同時(shí)甲苯還對(duì)血液和遺傳生殖具有不可逆轉(zhuǎn)的毒性，腎或肝臟也不可避免受到危害。環(huán)保局有關(guān)部門已經(jīng)將其相關(guān)化合物列成污染參數(shù)和環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目對(duì)水體中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

還有一些行業(yè)像芳烴裝置的生產(chǎn)流程存在苯中毒的職業(yè)高風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)這種潛在的危害，企業(yè)應(yīng)將工程技術(shù)措施作為防范風(fēng)險(xiǎn)的第一任務(wù)。建議對(duì)苯類物質(zhì)的生產(chǎn)裝置進(jìn)行密閉操作工藝設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的開放式操作進(jìn)行密閉式、自動(dòng)化，并將廢液排放渠道全程封閉最后進(jìn)行無痕跡處理，將排放物減少到最少，同時(shí)通過強(qiáng)力碳物質(zhì)對(duì)有毒的氣體等進(jìn)行吸附。

3 結(jié)束語

苯類物質(zhì)，既在工業(yè)領(lǐng)域有著一定的地位，同時(shí)也因自身的毒性給人們的生命安全造成了威脅。我們應(yīng)該要在合理開發(fā)苯類物質(zhì)的有利用途的同時(shí)，將其毒性控制在最低，讓其盡可能為人類社會(huì)造福，減少相應(yīng)的危害。