Benzen là một hydrocacbon thơm tồn tại ở dạng lỏng không màu có công thức hoá học là C6H6 nhưng cụ thể Benzen là gì ? Benzen có ở đâu ? Điều chế Benzen như thế nào thì không phải ai cũng nắm được.
Benzen là gì?
Benzen là một hydrocacbon thơm ít tan trong nước nhưng lại hoà tan dễ dàng trong dầu khoáng, dầu động, thực vật, dung môi hữu cơ và đặc biệt là mỡ, sơn, cao su, nhựa đường và nhựa than.
Benzen là nguyên liệu được sử dụng để tổng hợp nhiều chất hữu cơ như phenol, aniline, clo benzen, nitro benzen dùng làm dung môi hoà tan chất mỡ trong công nghiệp và hợp chất này đã bị hạn chế sử dụng trong công nghiệp đã được quy định tại số 108 LB/QĐ.
C6H6 thường có mùi thơm khá đặc trưng từ các sản phẩm làm bằng nhựa, cao su ngoài ra cũng có trong thuốc nổ, thuốc nhuộm, keo dán và là thành phần có trong các vật liệu dùng để chế tạo cao su, nhựa plastic,…
Trong tự nhiên benzen được sinh ra từ vùng núi lửa phun trào hoặc đám cháy rừng cũng là cũng là một thành phần tự nhiên có trong xăng dầu khói xe đặc biệt là thuốc lá, nếu thấy chất lỏng có màu vàng có có mùi hạnh nhân nổi trên bề mặt thì đó là C6H6.
Ứng dụng của benzen
Trong đời sống thường ngày hợp chất này được sử dụng nhiều trong sản xuất các dược phẩm, các chất quan trọng phục vụ cho nhu cầu của con người được sử dụng rộng rãi đặc biệt là ngành công nghiệp hóa hữu cơ bên cạnh đó cũng được dùng để tổng hợp các monome trong sản xuất polime làm chất dẻo, cao su,…
Đây là một trong số những nguyên liệu quan trọng thiết yếu nhất của ngành công nghiệp hóa hữu cơ người ta sử dụng chúng để tổng hợp các monome trong sản xuất polistiren, cao su buna-stiren, tơ capron.
Ngoài ra, benzen cũng thường được dùng để làm dung môi hoà tan các chất hóa học hoặc dùng để tẩy mỡ các tấm kim loại bên cạnh đó các dụng cụ có bám bẩn chất mỡ cũng thường dùng chúng để tẩy với công dụng bất ngờ vượt trội.
Benzen cũng là hợp chất được dùng để chế tạo ra các thành phẩm khác ví dụ như điều chế ra anilin, phenol và tổng hợp phẩm nhuộm, dược phẩm, thuốc trừ dịch hại, sản xuất cumen, axeton và phenol.
Tính chất hoá học của Benzen
Sau khi tìm hiểu được benzen là chất gì ngay bây giờ hãy cùng tìm hiểu xem tính chất hóa học của nó là gì, các tính chất hóa học đặc trưng của chúng như thế nào và cách điều chế ra sao.
Phản ứng thế
Phản ứng halogen hóa khi bắt đầu phản ứng có bột sắt benzen thì sẽ xúc tác với brom khan để tạo ra brombenzen cùng khí hidro bromua nhưng nếu không sử dụng sắt mà sử dụng ánh sáng thì brom sẽ thế cho hiđro ở nhánh như phản ứng hóa học phía dưới đó.
Phản ứng nitro hóa C6H6 khi tác dụng với hỗn hợp H2SO4 đậm đặc và HNO3 đặc sẽ tạo thành nitrobenzen khi tác dụng với hỗn hợp axit HNO3 sẽ bốc khói và tạo ra H2SO4 nếu được đun chảy thì sẽ tạo thành m-đinitrobenzen.
Cơ chế phản ứng thế ở vòng benzen bao gồm phân tử axit nitric và phân tử halogen chúng sẽ không trực tiếp đánh vào vòng C6H6 mà để các tiểu phân mang điện tích dương sẽ được tạo thành và là tác nhân tấn công trực tiếp vào vòng C6H6.
Phản ứng cộng
Benzen sẽ không thể tác dụng được với brom trong dung dịch chứng tỏ chúng rất khó tham gia vào phản ứng cộng nhưng nếu có điều kiện phù hợp thì chúng vẫn có thể phản ứng cộng với một số chất khác
Do phân tử của C6H6 có cấu tạo đặc biệt nên chính vì vậy mà chúng vừa có phản ứng cộng vừa có phản ứng thế chỉ là phản ứng cộng của benzen sẽ khó xảy ra hơn so với etilen và axetilen mà thôi.
Phản ứng oxi hoá
Benzen sẽ không thể tác dụng được với KMnO4 nên chúng không làm mất màu dung dịch KMnO4 được, hợp chất này cũng rất dễ cháy và tạo ra khí cacbon đioxit và hơi nước trong trường hợp benzen cháy trong không khí thì chúng còn có thể tạo ra muội than nữa đó.
C6H6 xâm nhập tấn công thải trừ khỏi cơ thể như nào
Con đường vào cơ thể của benzen khá đa dạng ví dụ như đường tiêu hóa, qua da và đường hô hấp khi tiếp xúc với lượng hợp chất này cao trong không khí thì khoảng phân nửa lượng benzen hít vào đi qua niêm mạc đường hô hấp sau đó đi vào máu.
Khi tiếp xúc với benzen trong thực phẩm hoặc đồ uống hằng ngày hầu hết benzen đưa vào qua miệng rồi đi qua lớp niêm mạc của đường tiêu hóa một lượng nhỏ C6H6 đi vào cơ thể qua da và vào máu trong quá trình tiếp xúc lẫn nhau.
Sau khi vào máu thì bắt đầu chuyển hóa ở gan qua quá trình oxy hóa rồi mới bắt đầu tạo chất chuyển hóa chính là Phenol và các sản phẩm khác được tạo ra gồm hydroquinone, catechol.
Các sản phẩm này được tiếp tục bị oxy hóa thành quinone hoặc semiquinone oxit benzen cung được chuyển hóa thông qua phức hợp glutathione để tạo thành axit S-phenylmercapturic và tủy xương là cơ quan mục tiêu chính của nhiễm độc benzen mạn tính gây gián đoạn quá trình tăng trưởng.
Đào thải benzen dưới dạng không đổi qua phổi chiếm 17% lượng hấp thu vào sau tiếu xúc 4h khoảng 33% benzen hấp thu được đào thải qua nước tiểu chủ yếu dưới dạng liên hợp phenol axit muconic và S-Phenyl-N-Acetyl cystein trong vòng 48 giờ sau khi tiếp xúc với chúng.
Benzen gây độc như thế nào
Tiếp xúc với nồng độ thấp của C6H6 và đồng đẳng (toluen, xylen) trong thời gian dài có nguy cơ nhiễm độc và tổn thương hệ tạo máu các biểu hiện từ nhẹ đến nặng tùy thuộc vào nồng độ benzen và thời gian tiếp xúc với chúng.
Nhiễm độc cấp tính
Nhiễm độc cấp tính gây tổn thương da, mắt và hệ hô hấp biểu hiện các triệu chứng đau đầu, chóng mặt, buồn nôn mất trí nhớ, mất ý thức, hôn mê, nghe kém có thể nặng gây tử vong tổn thương nhiều cơ quan quan trọng khác: thị giác, tiêu hóa, hệ tiết niệu (thận), hệ tuần hoàn, hệ hô hấp,…
Quá trình của nhiễm độc cấp tính thay đổi theo lượng benzen hít thở vào cơ thể với liều cao hàm lượng benzen trên 65 mg/lít sẽ làm cho con người chết sau vài phút trong tình trạng hôn mê và có thể kèm theo co giật.
Với liều thấp hơn ví dụ như hàm lượng khoảng 20-30 mg/l không khí thường thấy có giai đoạn kích thích các sợi dây thần kinh, tiếp đến giai đoạn suy thoái cơ thể dẫn đến tình trạng suy tim sau 20-30 phút nạn nhân mê man, bất tỉnh.
Hàm lượng C6H6 trên l0mg/l gây nhiễm độc bán cấp làm cho sau vài giờ nạn nhân thấy khó chịu, nhức đầu, chóng mặt, nôn giống như người say rượu niêm mạc màu đỏ tươi là một dấu hiệu cổ điển trong nhiễm độc cấp tính, cuối cùng đa số benzen ảnh hưởng chủ yếu đến não.
Nhiễm độc mãn tính
Khi tiếp xúc benzen hoặc toluen, xylen trong môi trường lao động vượt quá giới hạn cho phép các trường hợp này sau tiếp xúc 1 tháng mới xuất hiện bệnh và lâu hơn có thể sau tiếp xúc 15 năm vẫn có thể bùng phát
Rối loạn chức năng của cơ quan tạo máu, bệnh u lympho, vô sinh, ngoài ra khi tiếp xúc với đồng đẳng cũng có thể gây tổn thương hệ thần kinh với nhiều biểu hiện suy giảm trí nhớ, mất tập trung, trầm cảm,…
Xuất huyết: do tính giòn mao mạch, tiểu cầu giảm hay gặp xuất huyết niêm mạc (mũi, miệng, dạ dày, ruột, tử cung) hoặc dưới da hiếm gặp xuất huyết phủ tạng: gan, thận, lách, màng não thời gian máu chảy kéo dài trong hàng ngày hàng giờ.
Thiếu máu làm lượng hồng cầu giảm còn dưới hai triệu thường gọi là thiếu máu đẳng sắc hoặc bất sản tủy do sự phá hủy hồng cầu hoặc ức chế các chức phận tạo huyết của tủy xương ví dụ như các chứng thiếu máu khác có thể gặp hồng cầu không đều, biến dạng và cũng có thể là hồng cầu bắt nhiều màu.
Bạch cầu giảm: Đối với trường hợp nặng có thể giảm còn l000/mm3 đặc biệt bạch cầu đa nhân trung tính thì sẽ giảm nhiều bạch cầu hay tăng đặc biệt nhiều bệnh nhiễm độc benzen là một bệnh nguy hiểm dù ngừng tiếp xúc, bệnh vẫn không loại trừ được do có lượng C6H6 tích lũy ở các tổ chức nhiều mỡ nhất là ở tủy xương.
Khi nào chúng ta cần làm xét nghiệm Benzen
Xét nghiệm benzen thường được dùng cho các đối tượng có nguy cơ nhiễm độc cao như: Kiểm tra sức khỏe cho người lao động tuyển dụng mới khám sức khỏe thường kỳ theo quy định của Bộ Y tế và kiểm tra sức khỏe nhiễm độc benzen cho người lao động:
Làm việc tại cơ sở sản xuất sơn và da giày, công nhân trong các ngành nghề sản xuất có phơi nhiễm trực tiếp với benzen, toluen, đặc biệt người lao động trong ngành chế biến dầu mỏ, tinh luyện, chế tạo đồng đẳng, sản xuất đồ nhựa, công nhân sản xuất và điều chế cao su, một số ngành nghề khác: mực in, vecni, sơn, matit.
Chẩn đoán nhiễm độc benzen khi có tiêu chuẩn: Nồng độ Axit t,t-muconic niệu lớn hơn 0,5 g/g creatinin hoặc có thể là nồng độ axit S phenylmercapturic trong nước tiểu lớn hơn 25 mcg/g creatinin đó.
Chẩn đoán nhiễm độc toluen, xylen khi có các tiêu chuẩn nồng độ Toluen trong máu đảm bảo phải lấy trước buổi làm việc cuối cùng của tuần làm việc lớn hơn 0,02 mg/L hoặc có thể nồng độ toluen trong nước tiểu lấy vào cuối buổi làm việc lớn hơn 0,03 mg/L .
Trong các nhà máy sử dụng làm nguyên liệu các máy móc vận hành bảo đảm thật kín hoạt động tối ưu ngoài ra còn phải thiết kế hệ thống thông hút gió nếu nồng độ hơi C6H6 cao thì phải có máy hút tại chỗ và tại bàn làm việc của số người.
Những rủi ro khi lạm dụng benzen
Kết luận
Benzen ngoài những tác dụng cực kỳ lớn phía trên thì còn được biết đến là một chất cực kỳ độc đối với sức khỏe và có thể gây ung thư rất cao thông qua nhiễm vào cơ thể qua đường ăn uống, tắm rửa hoặc từ các bãi rác độc hại, như vậy là những thông tin liên quan đến C6H6 đã được giới thiệu xong rồi nhé.
