L'O-xilè és soluble en aigua? Dades de solubilitat i Guia de manipulació industrial

Resposta ràpida

L'O-xilè és soluble en aigua? L'O-xilè és pràcticament insoluble en aigua. A 25 graus, la solubilitat de l'O-xilè a l'aigua és d'aproximadament 160-180 mg/L, és a dir, només una fracció molt petita es dissol, mentre que la resta forma una capa líquida separada que flota a sobre de l'aigua a causa de la seva menor densitat.

Què és O-Xylene?

O-xilè (orto-xilè)és una de les tres formes isomèriques del xilè, que es distingeix per la posició dels seus dos grups metil en els carbonis adjacents de l'anell del benzè. És un líquid clar i incolor amb una característica olor dolça i aromàtica, utilitzat principalment com a matèria primera per a la producció d'anhídrid ftàlic i com a dissolvent industrial.

Taula de propietats

L'O-xilè és soluble en aigua?

Solubilitat d'O-xilè en aigua

A 25 graus,Solubilitat de l'O-xilè en aiguaés d'aproximadament 160-180 mg/L. Això significa que en un litre d'aigua, només una fracció d'un gram d'O-xilè es dissol realment abans que la solució es saturi; qualsevol O-xilè addicional afegit més enllà d'aquest punt romandrà sense dissoldre's com una fase líquida separada. Valors reportats perSolubilitat en O-xilènormalment es troben dins d'aquest rang en diferents fonts de referència, amb variacions menors segons el mètode de prova i el control de temperatura.

Classificació

Malgrat aquesta petita quantitat de solubilitat, l'O-xilè es classifica compràcticament insolublea l'aigua. En química, un compost es descriu generalment d'aquesta manera quan la seva solubilitat cau per sota d'aproximadament 1.000 mg/L (1 g/L) - la solubilitat de l'O-Xylene està molt per sota d'aquest llindar, situant-lo fermament a la categoria "insoluble" que s'utilitza tant en referències acadèmiques com en documentació de seguretat industrial, tot i que es dissol una petita quantitat mesurable.

Es barreja amb aigua?

No. Quan es combinen O-xilè i aigua, no es barregen en una sola solució homogènia. En lloc d'això, formen dues capes líquides diferents, amb l'O-xilè que roman separat de la fase aquosa, excepte per la petita fracció dissolta indicada anteriorment.

Per què l'O-xilè és insoluble en aigua?

M'agrada Dissol M'agrada

El comportament de l'O-xilè a l'aigua es redueix a un principi químic bàsic: "el semblant es dissol". Les substàncies amb polaritat similar tendeixen a barrejar-se bé, mentre que les substàncies amb polaritat molt diferent tendeixen a separar-se.

• Polaritat:L'aigua és una molècula altament polar: la seva forma doblegada i la diferència d'electronegativitat entre l'oxigen i l'hidrogen creen un dipol molecular fort. L'O-xilè, per contra, és un hidrocarbur aromàtic no polar. El seu anell de benzè i dos substituents de metil estan formats gairebé completament per enllaços carboni-carboni i carboni-hidrogen, que tenen molt poca diferència d'electronegativitat i no produeixen essencialment cap dipol molecular net.
• Enllaç d'hidrogen:Les molècules d'aigua formen una extensa xarxa d'enllaços d'hidrogen entre si. L'O-xilè no té enllaços OH, NH o polars similars, de manera que no pot participar en l'enllaç d'hidrogen amb molècules d'aigua. Introduir O-xilè a l'aigua requeriria trencar part d'aquesta xarxa d'enllaços d'hidrogen sense oferir cap interacció atractiva comparable a canvi, un procés energèticament desfavorable.
• Forces de Van der Waals:Les molècules d'O-xilè interaccionen entre elles principalment mitjançant forces febles de van der Waals (dispersió), que són molt més febles que els enllaços d'hidrogen que mantenen les molècules d'aigua juntes. Aquest desajust en les forces intermoleculars és la raó fonamental per la qual els dos líquids resisteixen la barreja, i és la raó principalSolubilitat en O-xilèa l'aigua es manté tan baix.
• Com que l'O-xilè no pot substituir els enllaços d'hidrogen que es desplaçaria a l'aigua amb una interacció igualment forta, els dos líquids romanen en gran part separats, amb només una petita quantitat d'O-xilè capaç de dissoldre's a nivell molecular.

Com que l'O-xilè no pot substituir els enllaços d'hidrogen que es desplaçaria a l'aigua amb una interacció igualment forta, els dos líquids romanen en gran part separats, amb només una petita quantitat d'O-xilè capaç de dissoldre's a nivell molecular.

Què passa quan l'O-xilè es barreja amb aigua?

Si l'O-xilè i l'aigua es combinen i s'agiten junts, es produeix la següent seqüència:

• Sacsejar:La mescla vigorosa trenca temporalment els dos líquids en petites gotes, creant una dispersió temporal i tèrbola.
• Dispersió temporal:Immediatament després de sacsejar-se, es suspenen petites gotes d'O-xilè per tota l'aigua, donant a la mescla un aspecte borrós o lletós.
• Separació en dues capes:En un curt període de sedimentació, les gotes s'uneixen i la barreja es torna a separar en dues capes diferents.
• Capa superior:O-xilè forma la capa superior. Això és degut a que la seva densitat (~0,880 g/cm³) és inferior a la de l'aigua (~1,000 g/cm³), per la qual cosa flota.
• Capa inferior:L'aigua, en ser més densa, s'instal·la com a capa inferior, transportant només una petita quantitat d'O-xilè dissolt (~160-180 mg/L) dins.

Aquest comportament flotant és una consideració pràctica important en la resposta als vessaments i el tractament d'aigües residuals, que es discuteix més endavant.

Comparació de solubilitat amb altres dissolvents comuns

L'O-xilè es barreja fàcilment amb la majoria de dissolvents orgànics no polars i moderadament polars, cosa que reflecteix el mateix principi "com es dissol sembla" que es va comentar anteriorment: aquests dissolvents comparteixen un caràcter no polar o poc polar similar amb l'O-xilè, a diferència de l'aigua. Per aixòSolubilitat de l'O-xilè en aiguaes troba a l'extrem molt baix de l'escala en comparació amb la seva solubilitat en dissolvents orgànics.

Per què la solubilitat en aigua és important a la indústria

La baixa solubilitat en aigua de l'O-Xylene té implicacions directes i pràctiques en diverses indústries:

Pintures i recobriments- Els formuladors confien en la immiscibilitat de l'O-Xylene amb l'aigua per controlar el comportament d'assecat, la formació de pel·lícules i la compatibilitat en sistemes de recobriment basats en dissolvents (en contraposició als a base d'aigua).

Adhesius- En les formulacions adhesives a base de dissolvents, el caràcter apolar de l'O-Xylene ajuda a dissoldre resines i polímers que són insolubles en aigua.

Fabricació Química- Com a matèria primera per a la producció d'anhídrid ftàlic, la separació d'O-Xylene dels corrents de procés aquós és senzilla a causa de la seva baixa solubilitat i diferència de densitat, simplificant la purificació aigües avall.

Petroli- L'O-xilè es troba de forma natural en corrents aromàtiques derivades del petroli; la seva naturalesa insoluble en aigua es té en compte en els processos de separació i mescla de la refineria.

Protecció del medi ambient- Com que l'O-xilè no es dissol fàcilment a l'aigua, els vessaments tendeixen a formar una capa flotant diferent en lloc de dispersar-se en una massa d'aigua, un fet que dóna forma directament als procediments de resposta als vessaments (vegeu més avall).

Ús de laboratori- Els laboratoris d'anàlisi i recerca tenen en compte la baixa solubilitat en aigua de l'O-Xylene quan es dissenyen mètodes d'extracció, passos de separació de fases i protocols de preparació de mostres.

Impacte ambiental

Quan l'O-xilè entra al medi, per exemple, a través d'un vessament o una fuita, la seva baixa solubilitat en aigua i les seves propietats físiques específiques determinen com es comporta:

• Contaminació de l'aigua:Tot i que només es dissol una petita fracció, aquesta part dissolta encara pot suposar un risc per als organismes aquàtics i pot requerir un seguiment i una reparació.
• Capa flotant:Com que l'O-xilè és menys dens que l'aigua, el producte vessat tendeix a formar una capa flotant visible a la superfície de l'aigua en lloc de barrejar-se per tota la columna d'aigua.
• Evaporació:L'O-xilè és volàtil i una part d'un vessament superficial s'evaporarà a l'aire amb el pas del temps, que és una via important per a la pèrdua ambiental juntament amb la dissolució.
• Adsorció al sòl:En contextos de sòl o aigua subterrània, l'O-xilè tendeix a adsorbir-se a la matèria orgànica del sòl en lloc de migrar lliurement amb l'aigua, tot i que encara pot moure's a través del sòl i arribar a l'aigua subterrània en determinades condicions.
• Resposta als vessaments:El comportament de la capa flotant descrit anteriorment és directament rellevant per a la contenció: les barres flotants i els equips de desnatació, que s'utilitzen habitualment per als vessaments de petroli, són igualment efectius per als vessaments d'O-Xylene a l'aigua.

Bones pràctiques

• Contenir els vessaments ràpidament utilitzant materials absorbents o barres flotants per evitar la propagació.
• Eviteu rentar els vessaments als desguassos, sèquies o cursos d'aigua; això no "dissol" el problema i pot propagar la contaminació.
• Vigilar les fonts d'aigua properes si es produeix un vessament a prop d'aigües subterrànies o superficials.
• Seguiu les normatives ambientals locals per notificar i reparar els vessaments d'hidrocarburs aromàtics.

Consells d'emmagatzematge i manipulació

Per evitar la contaminació de l'aigua i mantenir la qualitat del producte, els usuaris industrials haurien de:

• Emmagatzemeu O-Xylene en recipients tancats i resistents a la corrosió lluny de l'exposició directa a la pluja.
• Eviteu llocs d'emmagatzematge on l'escorrentia pugui arribar a fonts d'aigua subterrània o superficial.
• Assegureu-vos que les zones d'emmagatzematge tinguin una contenció secundària adequada (ajuntament) per capturar les fuites abans que arribin al sòl o als desguassos.
• No llenceu mai l'O-Xylene, ni esbandiu els contenidors als desguassos, això pot provocar la contaminació de l'aigua i les infraccions normatives.
• Mantenir les zones d'emmagatzematge allunyades dels desguassos del sòl connectats als sistemes d'aigua municipals.

Preguntes freqüents

L'O-xilè és soluble en aigua?

No, no en el sentit habitual.O-xilèés pràcticament insoluble en aigua, amb només uns 160-180 mg/L que es dissolen a 25 graus. Es classifica com a "pràcticament insoluble" en lloc de completament insoluble.

Quina és la solubilitat de l'O-xilè en aigua?

Solubilitat de l'O-xilè en aiguaés d'aproximadament 160-180 mg/L a 25 graus, molt per sota del llindar que s'utilitza normalment per classificar un compost com a soluble en aigua.

Per què una mica d'O-xilè es pot dissoldre en aigua?

Una quantitat molt petita d'O-xilè es pot dissoldre perquè una fracció de les seves molècules pot cabre en buits temporals a la xarxa d'enllaços d'hidrogen de l'aigua sense interrompre-la completament, permetent una barreja limitada a nivell molecular tot i que els dos líquids són en gran part incompatibles.

O-Xylene flota sobre l'aigua?

Sí. L'O-xilè té una densitat d'aproximadament 0,880 g/cm³, inferior a la densitat de l'aigua d'aproximadament 1.000 g/cm³, de manera que forma una capa flotant sobre l'aigua.

L'O-xilè pot contaminar les aigües subterrànies?

Sí, si un vessament o una fuita arriba al sòl per sobre d'una font d'aigua subterrània, l'O-Xylene pot migrar cap avall i contaminar l'aigua subterrània amb el pas del temps, tot i que la seva solubilitat en aigua és baixa. Per això és important la contenció adequada i la resposta als vessaments.

L'O-xilè és soluble en alcohol?

Sí. L'O-xilè és miscible amb alcohols com l'etanol, a causa de la seva capacitat compartida de dissoldre compostos orgànics no polars i moderadament polars.

L'O-xilè és soluble en acetona?

Sí. L'O-xilè és miscible amb l'acetona, que s'utilitza habitualment al costat o en lloc de dissolvents immiscibles amb aigua en formulacions industrials.

L'aigua pot eliminar l'O-xilè?

L'aigua per si sola no és una manera eficaç d'eliminar l'O-xilè de superfícies o equips, ja que els dos no es barregen. Normalment es requereixen agents de neteja a base de dissolvents que són miscibles amb O-xilè per a una neteja eficaç.

Quin dissolvent dissol millor l'O-xilè?

L'O-xilè és miscible amb la majoria de dissolvents orgànics no polars i poc polars, inclosos el benzè, l'acetona, l'èter dietílic i l'etanol; qualsevol d'aquests dissolrà l'O-xilè de manera molt més eficaç que l'aigua.

Conclusió

L'O-xilè és soluble en aigua? En termes pràctics, la solubilitat del no - O-xilè en aigua es limita a aproximadament 160-180 mg/L a 25 graus, i la resta forma una capa líquida flotant separada. Aquest comportament s'explica per l'estructura d'hidrocarburs aromàtics no polars de l'O-Xylene, que no pot formar enllaços d'hidrogen amb l'aigua i es basa en canvi en les febles forces de Van der Waals per interactuar amb altres molècules. Aquesta propietat és àmpliament rellevant a les indústries de pintures, recobriments, adhesius, fabricació de productes químics i petroli, i té implicacions importants per a la protecció del medi ambient: els vessaments tendeixen a flotar i estendre's en lloc de dissoldre's, i requereixen pràctiques específiques de contenció i resposta als vessaments. Entendre la solubilitat de l'O-xilè és essencial per a qualsevol persona que emmagatzemi, manipuli, transporti o formuli amb aquest dissolvent.