Да ли се ксилен меша са водом? Растворљивост, густина и раздвајање фаза

Не, ксилен се не меша са водом - само је мало растворљив, са објављеним вредностима растворљивости за појединачне изомере генерално у опсегу од отприлике 160 до 200 мг по литру на 25 степени. Ксилен је такође мање густ од воде, отприлике 0,86–0,88 г/мЛ у поређењу са 1,0 г/мЛ воде, тако да нерастворена фаза ксилена нормално формира горњи органски слој када се две течности добију довољно времена да се раздвоје. Ова комбинација - мала растворљивост плус нижа густина - је разлог зашто се ксилен и вода обично раздвајају у две различите фазе након довољног времена таложења, уместо да формирају стабилну смешу.

Да ли је ксилен растворљив у води? Кратак одговор

Ксилен није растворљив у води у било ком практичном смислу, иако није савршено нерастворљив ни на молекуларном нивоу. Према ЦДЦ-овој Агенцији за токсичне супстанце и регистар болести (АТСДР), ксилен се не меша добро са водом, иако се лако меша са алкохолом и многим другим органским хемикалијама. Прецизнија слика је да се ксилен раствара у води само у количинама у траговима - мереним у деловима на милион, а не у било којој значајној фракцији -, због чега га хемичари описују као „практично нерастворљивог“ уместо да тврде да је растворљив. Ова разлика је важна јер онлајн дискусије понекад представљају ове контрадикторне тврдње, док су у ствари обе тачне: ксилен има малу, мерљиву растворљивост која је ипак прениска да би се сматрала растворљивом према било којој радној дефиницији која се користи у хемији или индустрији.

Подаци о растворљивости у води ксилена према изомеру

Растворљивост ксилена у води незнатно варира у зависности од изомера, са објављеним вредностима које се групишу између 160 и 200 мг по литру на 25 степени. Доња табела садржи бројке о растворљивости које је објавила Светска здравствена организација и НИСТ/ИУПАЦ база података о растворљивости, два од најчешће цитираних референтних извора за физичка својства ксилена.

Објављене вредности растворљивости{0}}у води варирају у зависности од изомера ксилена, температуре, методе мерења и - за комерцијалне производе - тачног састава. За практичне сврхе руковања, ксилен у било ком од његових уобичајених облика остаје само мало растворљив у води и сматра се немешљивим у нормалним индустријским условима; мале разлике између изомера у горњој табели нису довољно велике да промене како се ксилен понаша у стварном-светском складиштењу, транспорту или преради.

Мешани ксилен наспрам чистих изомера ксилена: да ли се различито раствара?

Комерцијални мешани ксилен нема ниједну универзалну вредност растворљивости{0}}у води, јер његов тачан састав варира у зависности од добављача, квалитета и производног процеса. Мешани ксилен је мешавина орто-, мета- и пара-ксилена плус етилбензол, обично садржи 40–65% мета-ксилола са друге три компоненте које чине већину остатка -, али прецизан однос се разликује од производа до производа. Из тог разлога, специфичну цифру растворљивости у води{10}}за дати мешовити ксиленски производ треба проценити у односу на сопствену спецификацију тог производа и безбедносни лист (СДС) уместо да се третира као један фиксни број који се примењује универзално.

Оно што се може са сигурношћу тврдити је опште понашање: сви изомери ксилена и етилбензен деле исту не-поларну хемију, тако да се мешана мешавина ксилена одваја од воде у суштини на исти начин као чисти ксилен, без обзира на тачан однос изомера. За већину практичних разлога руковања - складиштење, транспорт, реаговање на просипање и основно планирање процеса - мешани ксилен се може третирати као да се уопштено понаша као ксилен у односу на воду, иако би купци који захтевају тачну цифру растворљивости за одређени производ требало да је затраже од СДС добављача, а не да се ослањају на општи објављени опсег.

Густина ксилена наспрам воде: зашто плута

Ксилен је мање густ од воде, због чега нерастворена фаза ксилена обично формира горњи органски слој када се две течности одвоје, уместо да потоне или стапају. Објављене вредности густине за појединачне изомере се крећу од око 0,861 до 0,880 г/мЛ на собној температури, у поређењу са подацима из ЦхемицалБоок-а, приближно састављеним. 1,0 г/мЛ. АТСДР-ове Смернице за медицински менаџмент то директно потврђују, напомињући да је ксилен мање густ од воде и да ће плутати на површини када се то двоје комбинује.

Ова разлика у густини генерално производи визуелно јасно раздвајање фаза, а не замућену емулзију. Пошто се ксилен не раствара у води нити одговара његовој густини, мешање две течности и омогућавање им да се таложе обично производи две различите фазе након довољног времена таложења, а не млечну, привремено суспендовану смешу која се види са супстанцама које се делимично мешају или које се лако емулгују. У пракси, фактори као што су мешање, температура или присуство других растварача или нечистоћа могу утицати на то колико брзо долази до овог раздвајања, тако да треба дозволити време таложења пре него што се претпостави да је дошло до чистог раздвајања.

Зашто се ксилен не меша са водом? Објашњена хемија

Ксилен се не меша са водом јер је не-поларни молекул, док је вода јако поларна, а две врсте молекула не могу да формирају водоничне везе потребне за растварање једна у другој. Молекули воде се држе заједно екстензивном водоничном везом, снажном привлачношћу између делимично позитивних атома водоника на једном молекулу воде и делимично негативних атома кисеоника на другом. Ксилен, ароматични угљоводоник изграђен од бензенског прстена са две метил групе закачене, нема еквивалентан капацитет да формира водоничне везе са водом - његова електронска дистрибуција је релативно уједначена, што му даје мали или никакав поларитет. Ово је хемијска основа принципа „слично се раствара слично“: поларни растварачи попут воде добро растварају друге поларне супстанце, док се не-поларне супстанце као што је ксилен много лакше растварају у другим не-поларним растварачима. Према Британици, комерцијални ксилен је нерастворљив у води, али се у потпуности може мешати са многим органским течностима - што је директна илустрација овог истог принципа, пошто те органске течности саме по себи нису -поларне или само слабо поларне.

Практичне импликације: Где је важна немешљивост ксилена са водом

Ксилен и сродни ароматични растварачи су коришћени у лабораторијским методама дестилације за одређивање садржаја воде у узорцима нафте и других угљоводоника. Ове методе се ослањају на ограничену међусобну растворљивост угљоводоничког растварача и воде, што омогућава да се одвојена вода прикупи и мери када пређе ниску границу растворљивости растварача. Различити стандарди и типови производа могу специфицирати различите системе растварача за ову сврху, тако да се ксилен најбоље разуме као један растварач који се обично користи у оквиру овог општег приступа тестирању, а не као један универзални стандард.

Праксе складиштења и руковања ксилолом су такође обликоване овим истим својством. Пошто ће се растворена вода изнад ниске границе растворљивости ксилена издвојити и таложити као посебан слој воде на дну резервоара или бубња, контаминација влагом током складиштења или транспорта може оставити видљив слој воде који утиче на квалитет производа низводно ако се њиме не управља правилно. Ово је један од разлога зашто се ксилен обично складишти у затвореним контејнерима са контролисаним простором за главу, ограничавајући влагу која може да уђе и акумулира се током времена.

Нерастворљивост ксилена у води-такође обликује како се понаша ако се проспе у воду - тежи да плута на површини, а не да се раствори или распрши у воденом стубу. Ово површинско{3}}понашање плутања је један од разлога зашто се смернице за реаговање на изливање-за ксилен генерално фокусирају на задржавање површине и опоравак.

Да ли температура утиче на растворљивост ксилена у води?

Растворљивост ксилена у води се донекле мења са температуром, али не довољно да се ксилен вода-меша у нормалним индустријским условима. У пракси, то значи да се ксилен може третирати као ефективно нерастворљив у води у распону температура које се обично срећу у складиштењу, транспорту и индустријској преради, иако ће прецизна лабораторијска мерења забележити маргинално различите вредности на различитим температурама.

Често постављана питања

Да ли се ксилен раствара у води?

Не, ксилен се не раствара у води у било ком практичном смислу. Класификован је као практично нерастворљив, са објављеним вредностима растворљивости за појединачне изомере углавном између 160 и 200 мг по литру на 25 степени -, што је довољно мала количина да се ксилен и вода раздвоје у различите слојеве уместо да формирају раствор.

Да ли је ксилен растворљив у води?

Ксилен има веома ниску, али мерљиву растворљивост у води, која је генерално пријављена између 160 и 200 мг/Л за појединачне изомере у зависности од услова испитивања. Ово је превише ниско да би се сматрало растворљивим према било каквој практичној дефиницији, због чега се ксилен доследно описује као нерастворљив или немешљив са водом у безбедносним и техничким референцама.

Шта се дешава када помешате ксилен и воду?

Када се ксилен и вода комбинују и добију довољно времена да се слегну, они се обично раздвајају у два различита слоја уместо да се растварају један у други. Пошто је ксилен мање густ од воде, слој ксилена се нормално формира на врху; фактори као што су узнемиреност или температура могу утицати на то колико брзо дође до овог раздвајања.

Да ли се растворљивост мешаног ксилена у води разликује од чистих изомера ксилена?

Комерцијални мешани ксилен нема једну универзалну вредност растворљивости у води{0}}с обзиром да се његов тачан састав разликује у зависности од добављача и разреда -. Купци којима је потребна одређена бројка треба да провере безбедносни лист производа уместо да се ослањају на један објављен број. Уз то, сви изомери ксилена и етилбензол деле исту не-поларну хемију, тако да се мешани ксилен одваја од воде на исти начин као и чисти ксилен.

Зашто се ксилен користи за мерење садржаја воде у нафтним производима?

Ксилен и слични ароматични растварачи се користе у неким лабораторијским методама дестилације за мерење садржаја воде у узорцима нафте, ослањајући се на ограничену међусобну растворљивост растварача са водом тако да се издвојена вода може сакупљати и мерити. Специфични стандарди испитивања могу специфицирати различите системе растварача у зависности од типа узорка.

Колика је густина ксилена у поређењу са водом?

Густина ксилена је приближно 0,86–0,88 г/мЛ, у поређењу са густином воде од око 1,0 г/мЛ, што значи да је ксилен отприлике 12–14% мање густ од воде. Због тога се фаза ксилена обично формира на врху када се две течности раздвоје.