Ne, ksilen se ne meša z vodo - je le malo topen, z objavljenimi vrednostmi topnosti za posamezne izomere na splošno v območju od približno 160 do 200 mg na liter pri 25 stopinjah. Ksilen je tudi manj gost kot voda, približno 0,86–0,88 g/mL v primerjavi z 1,0 g/mL vode, tako da neraztopljena faza ksilena običajno tvori zgornjo organsko plast, ko imata tekočini dovolj časa za ločitev. Zaradi te kombinacije - nizke topnosti in manjše gostote - se ksilen in voda običajno ločita v dve različni fazi po zadostnem času usedanja, namesto da tvorita stabilno zmes.
Ali je ksilen topen v vodi? Kratek odgovor
Ksilen v nobenem praktičnem smislu ni topen v vodi, čeprav tudi na molekularni ravni ni popolnoma netopen. Po podatkih CDC-jeve Agencije za register strupenih snovi in bolezni (ATSDR) se ksilen ne meša dobro z vodo, čeprav se zlahka meša z alkoholom in številnimi drugimi organskimi kemikalijami. Natančnejša slika je, da se ksilen v vodi raztopi le v sledovih -, izmerjenih v delcih na milijon, in ne v kakršni koli smiselni frakciji -, zato ga kemiki opisujejo kot "praktično netopnega" namesto da trdijo, da je topen nič. To razlikovanje je pomembno, ker spletne razprave to včasih predstavljajo kot nasprotujoče si trditve, čeprav sta v resnici obe pravilni: ksilen ima majhno, merljivo topnost, ki pa je kljub temu prenizka, da bi ga lahko šteli za topnega s katero koli delovno definicijo, ki se uporablja v kemiji ali industriji.
Podatki o topnosti ksilena v vodi po izomerih
Topnost ksilena v vodi se nekoliko razlikuje glede na izomer, objavljene vrednosti pa so med 160 in 200 mg na liter pri 25 stopinjah. Spodnja tabela združuje vrednosti topnosti, ki sta jih sporočili Svetovna zdravstvena organizacija in podatkovna zbirka topnosti NIST/IUPAC, dva najpogosteje citirana referenčna vira za fizikalne lastnosti ksilena.
| Izomer | Topnost v vodi pri 25 stopinjah | Vir |
|---|---|---|
| orto-ksilen | ~170–175 mg/l | NIST / WHO |
| meta-ksilen | ~160 mg/L | WHO |
| para-ksilen | ~165–198 mg/L | NIST / WHO |
Objavljene vrednosti topnosti v vodi- se razlikujejo glede na izomer ksilena, temperaturo, metodo merjenja in - za komercialne izdelke - natančno sestavo. Za namene praktičnega ravnanja ostane ksilen v kateri koli od svojih običajnih oblik le malo topen v vodi in velja za nemešljivega v običajnih industrijskih pogojih; majhne razlike med izomeri v zgornji tabeli niso dovolj velike, da bi spremenile obnašanje ksilena v-resničnem skladiščenju, transportu ali predelavi.
Mešani ksilen v primerjavi s čistimi izomeri ksilena: ali se raztaplja drugače?
Komercialni mešani ksilen nima ene univerzalne vrednosti-topnosti v vodi, ker se njegova natančna sestava razlikuje glede na dobavitelja, stopnjo in proizvodni proces. Mešani ksilen je mešanica orto-, meta- in para-ksilena ter etilbenzena, ki običajno vsebuje 40–65 % meta-ksilena, pri čemer ostale tri komponente tvorijo večino preostanka -, vendar se natančno razmerje razlikuje od enega izdelka do drugega. Iz tega razloga je treba določeno vrednost-topnosti v vodi za dani mešani proizvod ksilena ovrednotiti glede na specifikacijski list tega izdelka in varnostni list (SDS), namesto da bi se obravnaval kot ena fiksna številka, ki velja univerzalno.
Kar lahko z gotovostjo trdimo, je splošno obnašanje: vsi izomeri ksilena in etilbenzena imajo enako ne-polarno kemijo, tako da se mešana mešanica ksilena loči od vode v bistvu na enak način kot čisti ksilen, ne glede na natančno razmerje izomerov. Za večino praktičnih namenov ravnanja - skladiščenje, transport, odziv na razlitje in načrtovanje osnovnega procesa - se lahko mešani ksilen na splošno obravnava kot ksilen v zvezi z vodo, čeprav bi morali kupci, ki zahtevajo natančno vrednost topnosti za določen izdelek, to zahtevati v varnostnem listu dobavitelja, namesto da bi se zanašali na splošni objavljeni obseg.
Gostota ksilena v primerjavi z vodo: zakaj plava
Ksilen je manj gost kot voda, zato neraztopljena faza ksilena običajno tvori zgornjo organsko plast, ko se obe tekočini pustita ločiti, namesto da se potopita ali zmešata. Objavljene vrednosti gostote za posamezne izomere se gibljejo od približno 0,861 do 0,880 g/mL pri sobni temperaturi, glede na podatke, ki jih je zbral ChemicalBook, v primerjavi z gostoto vode približno 1,0. g/ml. ATSDR's Medical Management Guidelines to neposredno potrjujejo, pri čemer ugotavljajo, da je ksilen manj gost kot voda in bo lebdel na površini, ko se oba kombinirata.
Ta razlika v gostoti na splošno povzroči vizualno jasno ločitev faz in ne motne emulzije. Ker se ksilen niti ne raztopi v vodi niti se ne ujema z njeno gostoto, mešanje obeh tekočin in omogočanje, da se usedeta, običajno proizvedeta dve različni fazi po zadostnem času usedanja, namesto mlečne, začasno suspendirane zmesi, ki jo vidimo pri snoveh, ki se delno mešajo ali zlahka emulgirajo. V praksi lahko dejavniki, kot so mešanje, temperatura ali prisotnost drugih topil ali nečistoč, vplivajo na to, kako hitro pride do te ločitve, zato je treba počakati čas za usedanje, preden domnevamo, da je prišlo do čistega ločevanja.
Zakaj se ksilen ne meša z vodo? Pojasnjena kemija
Ksilen se ne meša z vodo, ker je ne{0}}polarna molekula, medtem ko je voda močno polarna in ti dve vrsti molekul ne moreta tvoriti vodikovih vezi, potrebnih za raztapljanje ena v drugo. Molekule vode držijo skupaj obsežne vodikove vezi, močna privlačnost med delno pozitivnimi atomi vodika na eni molekuli vode in delno negativnimi atomi kisika na drugi. Ksilen, aromatski ogljikovodik, zgrajen iz benzenovega obroča z dvema vezanima metilnima skupinama, nima enakovredne sposobnosti za tvorbo vodikovih vezi z vodo - njegova elektronska porazdelitev je sorazmerno enakomerna, kar mu daje malo ali nič polarnosti. To je kemijska osnova načela "podobno se raztaplja podobno": polarna topila, kot je voda, dobro topijo druge polarne snovi, medtem ko se ne-polarne snovi, kot je ksilen, veliko lažje topijo v drugih ne-polarnih topilih. Glede na Britannico je komercialni ksilen netopen v vodi, vendar se popolnoma meša z mnogimi organskimi tekočinami - kar je neposredna ilustracija tega istega načela, saj so te organske tekočine same ne-polarne ali le šibko polarne.
Praktične posledice: Kje je pomembna nemešljivost ksilena z vodo
Ksilen in sorodna aromatska topila so bila uporabljena v laboratorijskih metodah destilacije za določanje vsebnosti vode v vzorcih nafte in drugih ogljikovodikov. Te metode temeljijo na omejeni medsebojni topnosti ogljikovodikovega topila in vode, kar omogoča zbiranje in merjenje ločene vode, ko preseže nizko mejo topnosti topila. Različni standardi in tipi izdelkov lahko določajo različne sisteme topil za ta namen, zato je ksilen najbolje razumeti kot eno topilo, ki se pogosto uporablja v tem splošnem pristopu testiranja, ne pa kot enoten univerzalni standard.
Ta ista lastnost oblikuje tudi prakse shranjevanja in ravnanja s ksilenom. Ker se bo raztopljena voda, ki presega mejo nizke topnosti ksilena, izločila in se usedla kot posebna vodna plast na dnu skladiščnega rezervoarja ali soda, lahko onesnaženje z vlago med skladiščenjem ali transportom pusti vidno vodno plast, ki vpliva na nadaljnjo kakovost izdelka, če ni ustrezno upravljana. To je eden od razlogov, zakaj je ksilen običajno shranjen v zaprtih posodah z nadzorovanim prostorom, ki omejuje vlago, ki lahko vstopi in se sčasoma kopiči.
Netopnost ksilena v vodi- vpliva tudi na njegovo obnašanje, če ga razlijemo v vodo - plava na površini, namesto da bi se raztopil ali razpršil v vodnem stolpcu. To-plavajoče obnašanje na površini je eden od razlogov, da se smernice za-odziv na razlitje za ksilen na splošno osredotočajo na površinsko zadrževanje in predelavo.
Ali temperatura vpliva na topnost ksilena v vodi?
Topnost ksilena v vodi se nekoliko spreminja s temperaturo, vendar ne dovolj, da bi se ksilen v običajnih industrijskih pogojih-mešal z vodo. V praksi to pomeni, da je mogoče ksilen obravnavati kot učinkovito netopnega v vodi v razponu temperatur, ki se običajno pojavljajo pri skladiščenju, transportu in industrijski predelavi, čeprav bodo natančne laboratorijske meritve zabeležile nekoliko drugačne vrednosti pri različnih temperaturah.
Pogosto zastavljena vprašanja
Ali se ksilen raztopi v vodi?
Ne, ksilen se v nobenem praktičnem smislu ne topi v vodi. Klasificiran je kot praktično netopen, z objavljenimi vrednostmi topnosti za posamezne izomere na splošno padejo med približno 160 in 200 mg na liter pri 25 stopinjah -, kar je dovolj majhna količina, da se ksilen in voda ločita v različne plasti, namesto da tvorita raztopino.
Ali je ksilen topen v vodi?
Ksilen ima zelo nizko, a merljivo topnost v vodi, na splošno poročajo med 160 in 200 mg/L za posamezne izomere, odvisno od preskusnih pogojev. To je veliko prenizko, da bi ga šteli za topnega po kakršni koli praktični opredelitvi, zato je ksilen v varnostnih in tehničnih referencah dosledno opisan kot netopen ali se ne meša z vodo.
Kaj se zgodi, ko zmešate ksilen in vodo?
Ko se ksilen in voda združita in imata dovolj časa, da se usedeta, se običajno ločita v dve različni plasti, namesto da bi se raztopila druga v drugi. Ker je ksilen manj gost kot voda, se plast ksilena običajno tvori na vrhu; dejavniki, kot sta vznemirjenost ali temperatura, lahko vplivajo na to, kako hitro pride do te ločitve.
Ali se topnost mešanega ksilena v vodi razlikuje od topnosti čistih izomerov ksilena?
Komercialni mešani ksilen nima ene univerzalne vrednosti topnosti-v vodi, saj se njegova natančna sestava razlikuje glede na dobavitelja in stopnjo -. Kupci, ki potrebujejo določeno številko, naj preverijo varnostni list izdelka, namesto da se zanašajo na eno samo objavljeno številko. Kljub temu imajo vsi izomeri ksilena in etilbenzen enako ne-polarno kemijo, tako da se mešani ksilen loči od vode v bistvu na enak način kot čisti ksilen.
Zakaj se ksilen uporablja za merjenje vsebnosti vode v naftnih derivatih?
Ksilen in podobna aromatska topila se uporabljajo v nekaterih laboratorijskih destilacijskih metodah za merjenje vsebnosti vode v vzorcih nafte, pri čemer se opirajo na omejeno medsebojno topnost topila v vodi, tako da je mogoče zbrati in izmeriti ločeno vodo. Posebni standardi testiranja lahko določajo različne sisteme topil glede na vrsto vzorca.
Kakšna je gostota ksilena v primerjavi z vodo?
Gostota ksilena je približno 0,86–0,88 g/mL v primerjavi z gostoto vode približno 1,0 g/mL, kar pomeni, da je ksilen približno 12–14 % manj gost kot voda. Zato se ksilenska faza običajno oblikuje na vrhu, ko se obe tekočini ločita.
