有機(jī)廢氣種類
一、有機(jī)廢氣種類
碳烴化合物、苯及苯系物、醇類、酮類、酚類、醛類、酯類、胺類、腈jing、氰(qing)等有機(jī)化合物.
二、來源
汽車、自行車、摩托車、家用電器、電線電纜、漆包線、電機(jī)、儀表、電子、化工、石油化工、涂料、絕緣材料、紡織、鑄造、印鐵、印刷、涂裝、家具、皮革、鞋業(yè)、玻璃、建材等
有機(jī)廢氣種類:工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生各種有機(jī)物廢氣,主要包括各種烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等。
苯
苯(Benzene, C6H6)在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體,并具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯可燃,有毒,也是一種致癌物質(zhì)。苯是一種碳?xì)浠衔镆彩亲詈?jiǎn)單的芳烴。它難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,本身也可作為有機(jī)溶劑。苯是一種石油化工基本原料。苯的產(chǎn)量和生產(chǎn)的技術(shù)水平是一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。苯具有的環(huán)系叫苯環(huán),是最簡(jiǎn)單的芳環(huán)。苯分子去掉一個(gè)氫以后的結(jié)構(gòu)叫苯基,用Ph表示。因此苯也可表示為PhH。
醇類:分子中含有跟烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳結(jié)合的羥基的化合物叫做醇。重要的醇:甲醇、乙醇、苯甲醇、乙二醇、 甲醇、乙醇等。
醇類
分子中含有跟烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳結(jié)合的羥基的化合物叫做醇。其官能團(tuán)為-OH。
烴分子中一個(gè)或幾個(gè)氫被羥基取代而生成的一類有機(jī)化合物。芳香烴的環(huán)上的氫被羥基取代而生成的化合物不屬醇類而屬酚類。
自然界有許多種醇,在發(fā)酵液中有乙醇及其同系列的其他醇。植物香精油中有多種萜醇和芳香醇,它們以游離狀態(tài)或以酯、縮醛的形式存在。還有許多醇以酯的形式存在于動(dòng)植物油、脂、蠟中。
根據(jù)所含羥基的多少,可分為一元、二元、三元或多元醇。一個(gè)碳原子上一般不能含有兩個(gè)羥基,同碳二醇不穩(wěn)定,容易失水形成羰基化合物。醇也可按照連接羥基的碳原子上氫的數(shù)目分為一級(jí)醇、二級(jí)醇和三級(jí)醇。
一般采用三種方法:①普通命名法,即將醇看作是由烴基和羥基兩部分組成,羥基部分以醇字表示,烴基部分去掉基字,與醇字合在一起。例如,正丁醇(一級(jí)醇)CH3CH2CH2CH2OH、異丁醇(一級(jí)醇)(CH3)2CHCH2OH、二級(jí)丁醇(二級(jí)醇)CH3CH2CH(OH)CH3、三級(jí)丁醇(三級(jí)醇)(CH3)3COH、新戊醇(一級(jí)醇)(CH3)3C-CH2OH。②以醇的來源或特征命名,例如,木醇(即甲醇)由干餾木材得到,香茅醇由還原香茅醛得到,橙花醇存在于橙花油中,甘醇(即乙二醇)因具有醇和甘油的特征而得名。③系統(tǒng)命名法,即選擇含羥基的最長(zhǎng)碳鏈,按其所含碳原子數(shù)稱為某醇,并從靠近羥基的一端依次編號(hào),寫全名時(shí),將羥基所在碳原子的編號(hào)寫在某醇前面,例如1-丁醇CH3CH2CH2CH2OH。側(cè)鏈的位置編號(hào)和名稱寫在醇前面,例如2-甲基-1-丙醇。含有羥基的多官能團(tuán)化合物命名時(shí),羥基可看作取代基而不以醇命名。
一般醇為無色液體或固體,含碳原子數(shù)低于12的一元正碳醇是液體,12或更多的是固體,多元醇(如甘油)是糖漿狀物質(zhì)。一元醇溶于有機(jī)溶劑,三個(gè)碳以下的醇溶于水。低級(jí)醇的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)比同碳原子數(shù)的烴高得多,這是由于醇分子中有氫鍵存在,發(fā)生締合作用。飽和醇不能使溴水褪色。醇化學(xué)性質(zhì)活潑,分子中的碳-氧鍵和氫-氧皆為極性鍵。以羥基為中心可進(jìn)行氫-氧鍵斷裂和碳-氧鍵斷裂兩大類反應(yīng)。另外,與羥基相連的碳原子容易被氧化,生成醛、酮或酸。
醇可通過發(fā)酵法制備,例如中國(guó)用甘薯、馬鈴薯或其他含淀粉物質(zhì)經(jīng)糖化發(fā)酵生產(chǎn)酒;也可用化學(xué)合成法制備。工業(yè)上常用的有還原法、水合法、氧化合成法、縮合反應(yīng)、脂肪和油的還原等。醇的光譜性質(zhì)IR中 -OH有兩個(gè)吸收峰3640~3610cm-1未締合的OH的吸收帶,外形較銳。3600~3200cm-1締合OH的吸收帶,外形較寬。C-O的吸收峰在1000~1200cm-1: 伯醇在1060~1030cm-1 仲醇在1100cm-1附近 叔醇在1140cm-1附 NMR中 O—H的核磁共振信號(hào)由于受氫鍵、溫度、溶劑性質(zhì)等影響,可出現(xiàn)δ值在1~5.5的范圍內(nèi)。應(yīng)用 低分子醇常用作溶劑、抗凍劑、萃取劑等;高級(jí)醇如正十六醇可用作消泡劑、水庫的蒸發(fā)阻滯劑。醇還是極重要的化工原料。
酮
是羰基與兩個(gè)烴基相連的化合物。根據(jù)分子中烴基的不同,酮可分為脂肪酮、脂環(huán)酮、芳香酮、飽和酮和不飽和酮。 芳香酮的羰基直接連在芳香環(huán)上,按羰基數(shù)目又可分為一元酮、二元酮和多元酮。羰基嵌在環(huán)內(nèi)的,稱為環(huán)內(nèi)酮,酮分子間不能形成氫鍵,其沸點(diǎn)低于相應(yīng)的醇,但羰基氧能和水分子形成氫鍵,所以低碳數(shù)酮(低級(jí)酮)溶于水。低級(jí)酮是液體,具有令人愉快的氣味,高碳數(shù)酮(高級(jí)酮)是固體。
酮的結(jié)構(gòu): 酮的分子中都含有羰基,且其羰基碳原子 酮的結(jié)構(gòu)上連有兩個(gè)烴基,
酮可分為脂肪族和芳香族兩類原則如下: a. 選擇含有羰基的最長(zhǎng)的碳鏈做主鏈; b 合并相同取代基名稱,標(biāo)明位置,寫在酮母體名稱前。
含氫原子的手性α-C 的外消旋化。
一、沸 酮的沸點(diǎn)
丙酮:56.2 丁酮:79.6 2-戊酮:102.4 苯丙酮:216.5
如果在 C=O 的α-C 聯(lián)有三個(gè)體積不同的酮基團(tuán),就會(huì)造成羰基平面兩側(cè)的空間阻礙不同,給親核試劑進(jìn)攻羰基創(chuàng)造了空間上的選擇性,我們用 L、M、S 分別表示α-C 上體積大、中、小的三個(gè)基團(tuán)。
化學(xué)性質(zhì)活潑,易與氫氰酸、格利雅試劑、羥胺、醇等發(fā)生親核加成反應(yīng);可還原成醇。受羰基的極化作用,有α-H的酮可發(fā)生鹵代反應(yīng);在堿性條件下,具有甲基的酮可發(fā)生鹵仿反應(yīng)。由仲醇氧化、芳烴的酰化和羧酸衍生物與有機(jī)金屬化合物反應(yīng)制備。丙酮、環(huán)己酮是重要的化工原料。
酚類化合物
是芳烴的含羥基衍生物,根據(jù)其揮發(fā)性分揮發(fā)性酚和不揮發(fā)性酚。自然界中存在的酚類化合物大部分是植物生命活動(dòng)的結(jié)果,植物體內(nèi)所含的酚稱內(nèi)源性酚,其余稱外源性酚。酚類化合物都具有特殊的芳香氣味,均呈弱酸性,在環(huán)境中易被氧化。酚類化合物的毒性以苯酚為最大,通常含酚廢水中又以苯酚和甲酚的含量最高。環(huán)境監(jiān)測(cè)常以苯酚和甲酚等揮發(fā)性酚作為污染指標(biāo)。
環(huán)境中的酚污染主要指酚類化合物對(duì)水體的污染,含酚廢水是當(dāng)今世界上危害大、污染范圍廣的工業(yè)廢水之一,是環(huán)境中水污染的重要來源。在許多工業(yè)領(lǐng)域諸如煤氣、焦化、煉油、冶金、機(jī)械制造、玻璃、石油化工、木材纖維、化學(xué)有機(jī)合成工業(yè)、塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、油漆等工業(yè)排出的廢水中均含有酚。這些廢水若不經(jīng)過處理,直接排放、灌溉農(nóng)田則可污染大氣、水、土壤和食品。
酚是一種中等強(qiáng)度的化學(xué)毒物,與細(xì)胞原漿中的蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。低濃度時(shí)使細(xì)胞變性,高濃度時(shí)使蛋白質(zhì)凝固。酚類化合物可經(jīng)皮膚粘膜、呼吸道及消化道進(jìn)入體內(nèi)。低濃度可引起蓄積性慢性中毒,高濃度可引起急性中毒以致昏迷死亡。一般來講,酚進(jìn)入人體后機(jī)體通過自身的解毒功能使之轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)而排出體外。只有當(dāng)攝入量超過解毒功能時(shí)才有蓄積而導(dǎo)致慢性中毒,表現(xiàn)為頭暈、頭痛、精神不安、食欲不振、嘔吐腹瀉等癥狀。
由于酚的用途極為廣泛,預(yù)防其污染的工作也很困難。在生產(chǎn)和使用酚的工廠必須建立嚴(yán)格的操作制度,謹(jǐn)防酚的外瀉。同時(shí)要搞好廢水的回收利用和生物氧化處理,嚴(yán)禁含酚廢水排入滲井、滲坑,以免污染地下水。
1)三氯化鐵試驗(yàn):取檢品的水溶液1ml,加三氯化鐵試液1-2滴,呈現(xiàn)綠色、污綠色、藍(lán)黑色或暗紫色(可水解鞣質(zhì)顯藍(lán)一藍(lán)黑色,縮合鞣顯綠色一污綠色)。
鞣質(zhì)均是多羥基酚的衍生物,即多元酚,能和三價(jià)鐵離子發(fā)生顏色反應(yīng)生成復(fù)雜的絡(luò)鹽。
【注】此反應(yīng)如遇有礦酸或有機(jī)酸、醋酸鹽等存在,能阻礙顏色的生成。硝基酚類對(duì)三氯化鐵試劑無明顯反應(yīng)。
(2)明膠試驗(yàn):取檢品的水溶液1ml,加氯化鈉明溶液2-3滴,即生成白色沉淀物。
鞣質(zhì)有凝固蛋白的性能。
(3)溴試驗(yàn):取檢品的水溶液1ml,加溴試液1-2滴,生成白色或沉淀物,示可能含有酚或兒茶酚鞣質(zhì)。
【注】過多的溴會(huì)阻礙鞣質(zhì)的沉淀,因此溴水不宜多加。
(4)香草醛一酸試驗(yàn):取檢品的水溶液點(diǎn)于濾紙片上,干后,噴霧或滴加香草醛一鹽酸試液,呈現(xiàn)紅色斑點(diǎn)(多元酚類物質(zhì))。
①吸附劑:聚酰胺;硅膠;硅膠;石膏:水(5:1:7)調(diào)成狀,涂成薄板,1050烘干45分鐘。
②展開劑:乙醇:醋酸(100:2);正丁醇:乙酸乙酯:水(5:4:1);苯:甲醇(95:5)。
③顯色劑:10%三氯化鐵溶液;1%三氯化鐵乙醇溶液與1%鐵氰化鉀水溶液(1:1)顯藍(lán)一紫色斑點(diǎn)。
酚類是煤焦油中提取的主要產(chǎn)品之一,在焦油中的含量約為3-4%,是加工苯酚、鄰位甲酚、間位甲酚等產(chǎn)品的原料。隨著苯酚下游產(chǎn)品的發(fā)展,對(duì)苯酚的需求量正逐年增加,國(guó)內(nèi)已供不應(yīng)求,每年都需進(jìn)口。2003年我國(guó)苯酚總需求量達(dá)到54萬噸,2005年總需求量將達(dá)到約67.2萬噸。苯酚當(dāng)前價(jià)格大約為12000元/噸。鄰甲酚國(guó)內(nèi)十分緊缺,所需大部分依賴進(jìn)口,2003年進(jìn)口量為5930噸。我國(guó)鄰甲酚的生產(chǎn)廠有上海焦化廠、馬鋼焦化廠、南京梅山焦化廠等。由于規(guī)模小、工藝落后,產(chǎn)品質(zhì)量差,不能滿足國(guó)內(nèi)的需要,目前國(guó)內(nèi)鄰甲酚年消費(fèi)量為7000—8000噸,專家預(yù)測(cè)我國(guó)2007年鄰甲酚的需求約為9000噸左右。鄰甲酚當(dāng)前價(jià)格大約為16500元/噸。間甲酚是合成農(nóng)藥、染料、橡膠塑料抗氧劑、醫(yī)藥感光材料、維生素E及香料等產(chǎn)品的重要精細(xì)化工中間體。我國(guó)下游產(chǎn)品生產(chǎn)與發(fā)展前景廣闊,因此對(duì)間甲酚需求量將保持年均8-10%的速度增加。而目前國(guó)內(nèi)間甲酚產(chǎn)量不能滿足市場(chǎng)需求,每年需求進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量,因此,間甲酚是我國(guó)亟待發(fā)展的并具有廣闊應(yīng)用前景的精細(xì)化工中間體之一。僅以農(nóng)藥為例,在2005年前,農(nóng)藥工業(yè)對(duì)間甲酚的需求年均增長(zhǎng)率保持8%左右,到2005年農(nóng)藥工業(yè)將需求間甲酚約6500噸。2006年我國(guó)進(jìn)口間甲酚量為10631噸。而2006年全國(guó)各行業(yè)間甲酚的需求量在40000噸以上,而我國(guó)間甲酚規(guī)?;b置僅有中國(guó)石油化工集團(tuán)公司燕山石化公司,生產(chǎn)能力為1.2萬噸。間甲酚的價(jià)格在15000—18000元/噸?;?/span>二甲酚可用做溶劑、消毒劑、紡織助劑,可制取酚醛樹脂和增塑劑等,2006年產(chǎn)量為1500噸,基本全部出口。
酚類,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17098-1997 居住區(qū)大氣中酚類化合物 衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法 -氨基安替比林分光光度法
TJ 36-79 《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中 酚 一次值最高容許濃度:0.02mg/m3
醛(quán, aldehyde):有機(jī)化合物的一類,是醛基(-CHO)和烴基(或氫原子)連接而成的化合物。 醛基由一個(gè)碳原子、一個(gè)氫原子及一個(gè)雙鍵氧原子組成。醛基也稱為甲酰基。
簡(jiǎn)單的醛常用普通命名法。
芳香醛中芳基可作為取代基來命名。
多元醛命名時(shí),應(yīng)選取含醛基盡可能多的碳鏈作主鏈,并標(biāo)明醛基的位置和醛基[1] 的數(shù)目。
不飽和醛的命名除醛基的編號(hào)應(yīng)盡可能小以外,還要表示出不飽和鍵所在的位置。
許多天然醛都有俗名,例如,肉桂醛(cinnamaldehyde),茴香醛(anisaldehyde),視黃醛等(retinal)。
(注:飽和一元脂肪醛的通式為CnH2nO分子式相同的醛、酮、烯醇互為異構(gòu)體)
醛的通式為R-CHO,-CHO為醛基。( R基團(tuán)中,與-CHO中C原子直接相連的原子不能為O或-OH,否則就是羧酸或酯類)。醛類的通式是RCHO。飽和一元醛的通式為CnH2nO。乙醛分子式為C2H4O,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHO,官能團(tuán)是醛基(-CHO)醛基是羰基(-CO-)和一個(gè)氫連接而成的基團(tuán)。
醛類分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有醛基。醛類催化加氫還原成醇,易為強(qiáng)氧化劑甚至弱氧化劑所氧化,醛基既有氧化性,又有還原性。
醛、酮分子中都含有羰基,均能還原成醇,但醇分子中的羥基在碳鏈上位置不同。酮分子中不含醛基,不能被銀氨溶液和新制的Cu(OH)2氧化,因此,可用此來鑒別醛和酮。
醛基屬sp-雜化體,其碳平面中心通過一個(gè)雙鍵連接氧原子另外一個(gè)單鍵連接氫原子,此處碳-氫鍵不存在酸性。由于醛可發(fā)生互變異構(gòu)形成烯醇式,因此醛羰基的α氫具有一定的酸性,其pKa約為17左右,比普通的烷烴化合物的C-H鍵pKa=45左右強(qiáng)的多, 這是由于:
甲?;行牡奈娮有?yīng);
醛的共軛堿,即烯醇的負(fù)離子能離域負(fù)電荷;
而第一點(diǎn)可以得到一個(gè)相關(guān)結(jié)論:醛基是有極性的,氧原子是碳氧鍵中的負(fù)偶極,將碳原子的電子扯向氧原子。
醛基(除甲醛外),可發(fā)生酮式或烯醇式互變(互變異構(gòu))。酮-烯醇互變異構(gòu)可通過酸或堿催化引發(fā)。通常烯醇形態(tài)比例較少,但反應(yīng)活性更強(qiáng)。[2]
重要的醛和相關(guān)化合物。從左至右:甲醛和三聚甲醛,乙醛與其烯醇式,葡萄糖(吡喃糖),食用香精肉桂醛和維生素維生素B6。