Jaka jest różnica między toluenem a ksylenem?
Węglowodory to wyłącznie związki węgla i wodoru i można je podzielić na dwa rodzaje: węglowodory alifatyczne i węglowodory aromatyczne. Te ostatnie mają wiele wiązań oraz specjalny rodzaj stabilizacji zwanej aromatycznością, która zmienia sposób ich chemicznej interakcji. Toluen i ksylen to węglowodory aromatyczne, pochodne benzenu o wzorze chemicznym C 6 H 6 . Szkieletowe atomy węgla w formie benzenu przypominają diabelski młyn, a sześć atomów wodoru odpowiada samochodom. Benzen zamienia się w toluen i ksylen poprzez podstawienie atomów wodoru grupami metylowymi (CH3 -).
Toluen i ksylen różnią się stopniem podstawienia metylu. Tylko jeden atom wodoru jest zastąpiony przez metyl w toluenie, który ma wzór chemiczny C 6 H 5 CH 3 . Chociaż w pierścieniu benzenowym jest sześć atomów węgla, wszystkie są równe chemicznie, jak sugeruje symetria. Z tego powodu nie ma znaczenia, do którego węgla przyłącza się grupa metylowa, ponieważ wynik jest taki sam w każdym przypadku. Nie ma potrzeby numerowania atomów węgla w pierścieniu toluenu, ponieważ każda cząsteczka toluenu jest identyczna, co upraszcza przetwarzanie, ponieważ nie ma izomerów do rozdzielenia.
Ksylen to dipodstawiony benzen, mający dwie grupy metylowe zastępujące dwa atomy wodoru. Istnieją trzy różne typy lub izomery ksylenu. Atomy w części pierścienia benzenowego struktury są oznaczone jako jeden do sześciu. Zaczynając od górnego węgla pierścienia i idąc zgodnie z ruchem wskazówek zegara, trzema odmianami są orto-ksylen lub 1,2-dimetylobenzen; meta-ksylen lub 1,3-dimetylobenzen; i para-ksylen lub 1,4-dimetylobenzen. Część pierścienia benzenowego każdej struktury jest oznaczona jako C6H4.
Benzen posiada doskonałe właściwości rozpuszczalnika do wielu zastosowań. Niestety benzen niszczy zdolność organizmu do zwalczania infekcji i jest ściśle powiązany z rozwojem białaczki u pracowników. Toluen i ksylen są szczególnie ważne jako rozpuszczalniki zastępcze dla benzenu. Substancje te są stosowane nie tylko jako rozpuszczalniki; jak wskazują dobrze znane litery „TNT”, toluen jest wykorzystywany do wytwarzania silnego materiału wybuchowego, trinitrotoluenu. Inną przydatną pochodną toluenu wytwarza się przez proste utlenienie jej grupy metylowej, w wyniku czego otrzymuje się kwas benzoesowy, ważny z handlowego punktu widzenia środek konserwujący.
Ksyleny można stosować razem, jako „ksylol” lub „mieszane ksyleny”, lub można je stosować pojedynczo. Podobnie jak w przypadku benzenu i toluenu, ksyleny stosuje się jako rozpuszczalniki. W syntezie orto- i para-izomery ksylenu mogą mieć swoje metylowe łańcuchy boczne utlenione z wytworzeniem ważnych kwasów dikarboksylowych, kwasu tereftalowego i kwasu ortoftalowego. Kwasy ftalowe są stosowane do produkcji poliestrów, żywic alkidowych i plastyfikatorów. Są również stosowane w produkcji specjalistycznych chemikaliów, takich jak antrachinon i fenoloftaleina.