甲苯是一种无色、带特殊芳香气味的易挥发液体,属于芳香族碳氢化合物,甲苯的物理性质和化学性质如下:
一、物理性质
外观与状态
甲苯为无色透明液体,具有类似苯的芳香气味,易挥发,有强折光性。
熔点与沸点
熔点为 -94.9℃,沸点为 110.6℃,表明其在常温下为液态,但沸点较低,易挥发。
密度与溶解性
相对密度(水=1)为 0.87,比水轻。
不溶于水,但可混溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸等多数有机溶剂。
蒸气压与闪点
饱和蒸气压为 4.89 kPa(30℃),蒸气压较高,易挥发。
闪点(闭杯)为 4.4℃,易燃,蒸气与空气可形成爆炸性混合物(爆炸极限 1.2%~7.0%)。
其他性质
引燃温度为 480℃,临界温度为 318.6℃,临界压力为 4.11 MPa。
折射率较高,表明其光学性质显著。
二、化学性质
可燃性
甲苯易燃,燃烧时产生浓烟,生成二氧化碳和水。其蒸气与空气混合后遇明火、高热能引起燃烧爆炸,需远离火源和氧化剂。
取代反应
硝化反应:在浓硫酸催化下,甲苯与浓硝酸反应生成 2,4,6-三硝基甲苯(TNT),是重要的炸药原料。
磺化反应:甲苯与浓硫酸反应生成 邻甲苯磺酸 或 对甲苯磺酸,用于染料或糖精生产。
卤代反应:在光照条件下,甲苯的甲基可与氯气发生侧链取代反应,生成 苯氯甲烷 或 苯三氯甲烷。
氧化反应
甲苯的甲基可被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基,生成 苯甲酸(食品防腐剂的主要成分)。
在催化剂作用下,甲苯可进一步氧化为 苯甲醛 或 苯甲酰氯,用于香料或医药合成。
加成反应
甲苯的苯环可发生加成反应,但条件较为苛刻,通常需催化剂或高温高压环境。
稳定性与反应活性
甲苯在一般条件下性质稳定,但与酸或氧化剂接触时会发生激烈反应。
其化学性质介于苯和苯酚之间,反应活性受甲基影响,苯环上的取代反应比苯更易进行。