(?=1,18 г/см3) 9 мл.

Посуда и оборудование: круглодонная колба на 250 мл, холодильник Либиха, воронка Бюхнера, колба Бунзена, стакан на 25 мл. микроотсос.

Ход работы

В круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником в течении 10 мин кипятят 21 г измельченного перманганата калия в 200 мл воды. Затем через холодильник к раствору окислителя добавляют 6-7 мл толуола и продолжают кипятить смесь на песчаной бане в течение 2-3 часов. Если к моменту окончания реакции раствор не обесцветится к нему добавляют 2 мл спирта или 0,4 г щавеливой кислоты. После обесцвечивания раствора меняют обратный холодильник на прямой, отгоняют 50-60 мл воды, охлаждают смесь до 50-60°С, на воронке Бюнхера отфильтровывают диоксид марганца и промывают его дважды горячей водой ( по 5 мл).

Полученный раствор калиевой соли бензойной кислоты взбалтывают с 0,6 г активированного угля и отфильтровывают на складчатом фильтре. Фильтрат нагревают до кипения, убирают нагрев, добавляют 9 мл концентрированной соляной кислоты до кислой реакции (рН=1) и постепенно охлаждают.

Выделившуюся из раствора бензойную кислоту отфильтровывают на микроотсосе, промывают водой сушат.

Получение м-нитробензойной кислоты

KNO3, H2SO4

- COOH - COOH + KHSO4 + H2O

/

NO2

Реактивы: бензойная кислота - 6 г (0,05 моль); серная кислота - 29 г (? = 1,84), нитрат калия - 12 г, гидрооксид бария - 21 г.

Посуда и оборудование: стакан форфоровый или трехгорлая колба вместимостью - 50 мл, мотор с мешалкой, установка для перегонки с водяным паром, колба, воронка Бюхнера, прибор для горячего фильтрования.

Ход работы

В фарфоровый стакан или трехгорлую колбу наливают 15,6 мл серной кислоты и нагревают на водяной бане до 70°С (термометр в стакане ). Удаляют баню и при постоянном перемешивании постепенно прибавляют к раствору порошкообразную смесь 6 г бензойной кислоты и 12 г нитрата калия. Смесь прибавляют таким образом, чтобы температура реакционной массы не была выше 80°С. В случае необходимости ее охлаждают с помощью бани с холодной водой. Затем реакционную массу нагревают на водяной бане при 80-90°С до тех пор, пока на поверхности не образуется масленый слой нитробензойной кислоты, которая после охлаждения затвердевает. Нижний слой, содержащий смесь KHSO4 и H2SO4 отделяют, а оставшийся осадок промывают холодной водой и дважды кипящей водой.

Очищается м-нитробензойная кислота в виде бариевой соли, которая очень мало растворима в холодной воде. Сырую м-нитробензойную кислоту растворяют в 20-ти кратном (по массе) количестве воды и обрабатывают горячим раствором гидрооксида бария до слегка щелочной реакции. Затем добавляют 250 мл воды и кипятят смесь до полного растворения осадка. Горячий раствор фильтруют и после охлаждения отфильтровывают бариевую соль м-нитробензойной кислоты.

Для получения свободной м-нитробензойной кислоты и ее бариевую соль нагревают с 10-% соляной кислотой, после охлаждения отфильтровывают выпавшую м-нитробензойную кислоту, промывают холодной водой и перекристаллизовывают из горячей воды.

3 Техника безопасности

3.1 Бензойная кислота

Токсическое действие

Животные

Вдыхание по 6 ч. в течение 30 дней 30 000 мг/м3 аэрозоля привело к гибели всех крыс. Отмечены раздражающий эффект, лейкоцитоз, отставание роста. Морфологические: катарально-десквамативный бронхит, мелкоочаговая пневмония. При отравлении по 6 ч. в течение 4 месяцев недействующей концентрацией оказалось 50 мг/м3. При введении в желудок белым крысам ЛД50=3,3 г/кг. Отравление характеризуется наркозом, тремором и подергиванием конечностей.

Человек

Порог ощущения запаха для паров и смеси аэрозоля и паров 1,49 мг/м3. Вдыхание паров сильно нагретой бензойной кислоты вызывает судорожный кашель, насморк, иногда тошноту, рвоту. Бензойная кислота раздражает кожу.

3.2 М-нитробензойная кислота

Нитро- и аминосоединения ароматического ряда

Свойства этих соединений весьма разнообразны и, как и в других классах органических соединений, изменяются в гомологических рядах с определенной закономерностью. Общая и важная для представления о возможностях отравления этими веществами черта - их малая летучесть: это либо высококипящие жидкости, либо кристаллические вещества.

Мононитросоединения горят, но не взрывают. Нитросоединения могут восстанавливаться через ряд промежуточных веществ в аминосоединения. Не гидролизуются при действии воды.

Токсическое действие

Нитро- и аминосоединеиия по механизму действия и картине отравления весьма сходны, так как в организме из них образуются одни и те же вещества. Но можно обнаружить некоторые особенности. Например, нитросоединения сильнее действуют на нервную систему, чем амннопрот-водные. Ядовитость нитросоединений не возрастает с увеличением числа нитрогрупп. Введение алкильной группы или двух в кольцо анилина уменьшает его острую токсичность. Присутствие карбоксильной группы, сульфогруппы или ацетилировакие резко уменьшает токсичность.

Особенностью токсического действия нитро- и аминосоедиыений является их политропность, но изменения со стороны крови - наиболее патогномоннчный признак отравления. Нарушение функций оксигемоглобина связано с образованием метгемоглобина, сульфгемоглобина, телец Гейнца. Одновременно нарушаются функции гемоглобина и развиваются анемии. При хронических интоксикациях характерна повышенная регенераторная способность кроветворных органов, приводящая к усиленному ретикулоцитозу. Возникающие гипоксия и гипоксемия вызывают нарушение функций всех органов, в первую очередь центральной нервной системы. В ряде случаев доказано прямое повреждающее действие на нервную систему. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы объясняют как непосредственным действием яда на сердечную мышцу, нервные центры, сосуды, так и возникающей гипоксией.

Большая часть амино- и нитросоединений повреждает печень. Острые отравления тринитротолуолом, динитробензолом, анилином приводят к выраженной патологии. При работе в сравнительно благоприятных условиях, но при длительном контакте часто страдает ее функциональная деятельность. Нарушение пигментного обмена характерно и является следствием как поражения печени, так и гемолиза эритроцитов. Клинически установлены заболевания желудочно-кишечного тракта.

Ряд динитросоединений (динитрофенолы, динитрокрезолы и др.) влияют на обмен веществ, оказывая разобщающее действие на процессы сопряженного окислительного фосфорилирования.

Ароматические нитросоединения вызывают дерматиты, экземы а также развитие общей и местной аллергии. Это свойственно большинству веществ, образующих в организме хиноидные соединения.

Нитросоединения легко всасываются через кожу человека и животных. Этот путь представляет основную опасность в производственных условиях, так как низкое давление паров снижает возможность создания высоких концентраций. Однако возникновение токсических концентраций аэрозолей не исключено. Алкоголь усиливает чувствительность к соединениям этих классов. Высокая температура окружающего воздуха также способствует проникновению ядов в организм, усиливает токсичность.

Нитробензол

Нижний предел взрываемости смесей с воздухом 1,8%. Перегоняется с водяным паром. Технический нитробензол иногда содержит некоторые количества нитротолуола, что выявляется в повышении температуры кипения до 235°. Содержание свободной азотной кислоты не должно превышать 0,003%.

Токсическое действие

Животные

При вдыхании паров в концентрации 0,5 мг/л в течение 6 - 9 ч у кошек - легкое оглушение, в крови - метгемоглобин. При нанесении на кожу смертельное отравление вызывали дозы ~ 0,6 г/кг для кроликов и 0,5 г/кг для кошек. При введении в желудок смертельная доза для собак 0,75 - 1 г/кг.

Человек

Порог восприятия запаха - 0,01 мг/л. При приеме нитробензола внутрь или при вдыхании высоких концентраций отравление может развиться чрезвычайно быстро. Пострадавший теряет сознание; на первом плане - наркотическое действие яда. Описан случай, когда отравленный пришел в сознание на другой день и погиб через несколько дней при типичной картине отравления. При более медленном поступлении яда - вначале недомогание, головная боль, головокружение, шум в ушах, мелькание перед глазами, тошнота, рвота. Лицо сначала бледное, затем развивается цианоз, затруднение дыхания, учащение и неправильность пульса, шатающаяся походка, подергивания, нарушение речи, помрачение сознания, часто судороги, экзофтальм, зрачки расширены. Рефлексы (в том числе и зрачковый) отсутствуют. Кровь имеет типичный темно-бурый цвет, содержит метгемоглобин, вязкость ее повышена, а свертываемость, число эритроцитов и содержание гемоглобина снижены. В моче иногда гемоглобин, уробилин, гематопорфирин. В смертельных случаях - часто венозный застой в органах, мелкие кровоизлияния в слизистую пищевода, желудка и кишок; полнокровие мозга и его оболочек, иногда воспалительные изменения в почках; внутренности пахнут горьким миндалем. Часто длительное последействие: расстройства сердечной деятельности, анемия, головокружение, пониженная работоспособность, раздражительность. Возможны рецидивы.

Производственные отравления выражаются обычно в легкой анемии, желтушности белков глаз, метгемоглобинемии. Возможны внезапные обострения, особенно при случайном попадании в организм несколько больших доз. В более тяжелых случаях изменения в крови такие же, как при остром отравлении. Усталость, головные боли, отсутствие аппетита и реже тошнота встречаются часто даже в самых легких случаях. Наблюдаются также кожные высыпи узелкового или гнойничкового типа, мокнущие экземы.

Токсические концентрации и дозы неизвестны, во всяком случае, они очень малы: 1 глоток и даже 2 капли нитробензола при приеме через рот могут вызвать смерть. При работе в условиях, когда, концентрация нитробензола незначительно превышает ПДК, выявляются изменения периферической крови, пигментного обмена, функций печени и функционального состояния центральной нервной системы. Однако работающие имеют обычно дело не с одним нитробензолом, но и с его гомологами (см. Нитро- и аминосоединения ароматического ряда).

Неотложная терапия

Удалить пострадавшего из загрязненной атмосферы, снять загрязненную одежду и белье. Обмывание тела, особенно волосатых частей, теплой (но не горячей!) водой с мылом. Покой, тепло (грелка). Вдыхание кислорода чередовать в первые часы после отравления с ингаляцией карбогена каждые 15 мин. До заметного уменьшения синюхи кислородную терапию продолжать непрерывно, а в дальнейшем периодически - в зависимости от состояния больного. В качестве средств, препятствующих образованию метгемоглобина и ускоряющих процесс его восстановления, в легких случаях дать цистамин (0,5 г), пиридоксин (0,02 г), липоевую кислоту (0,025 г) и аскорбиновую кис-лоту (0,5 г.). При отравлении средней тяжести ввести внутривенно метиленовую синь (25--50 мл 1% раствора) или 5 - 10 мл хромосмона (1% раствор метиле-новой сини в 25% растворе глюкозы), а также тиосульфат натрия (10 мл 30%).

3.3 Калий и его соединения

Токсическое действие

Работающие в производстве жалуются на тошноту, изжогу, боли в эпигастральной области; отмечены также нарушения функции нервной и пищеварительной систем, раздражение слизистой верхних дыхательных путей. При соприкосновении с влажной кожей или одеждой воспламеняется и причиняет ожоги.

При введении в желудок белым мышам калиевой соли бензойной кислоты ЛД50=1,22 г/кг. Изменение функционального состояния нервной системы у крыс, а также функции печени возникло от разовой дозы 0,244 г/кг в течение 2 месяцев. Не раздражает кожу.

Индивидуальная защита. Меры, предупреждения

Спецодежда с покрытием из найлона, стекловолокна. Индифферентные и гидрофобные защитные мази. Устранение контакта калия с влажным воздухом и водой, хранение его под слоем керосина.

Может вызвать ожоги перекись калия К2О4.

3.4 Толуол

Общий, характер действия

В высоких концентрациях действует наркотически. На нервную систему действует сильнее, чем бензол, сильнее сказывается и раздражающее действие паров. Действие толуола на кроветворение несравненно слабее бензола, хотя все еще не имеет однозначной оценки. Ряд экспериментальных и клинических данных отрицает миелотоксическое действие толуола, однако указывают на вызываемые им биохимические сдвиги в лейкоцитах и на отдельные случаи поражения крови у работающих с толуолом; некоторые авторы считают, что подобные случаи связаны с присутствием в толуоле бензола, 5% которого в растворителе может вызвать характерные изменения крови.

Острое отравление

Животные

Раздражение слизистых, оболочек, постепенно нарастающая вялость (без периода возбуждения), общее оглушение, боковое положение, временами клонические судороги. Концентрация 10 - 12 мг/л вызывает у белых мышей боковое положение, 30 - 35 мг/л - смерть при экспозиции 2 ч. Примерно таковы же токсические концентрации для белых крыс. При 18 - 20часовом воздействии боковое положение наблюдается даже при 6 мг/л.

У морских свинок 8,5 мг/л еще не вызывают бокового положения. У кроликов при 37 мг/л - боковое положение через 35 мин, 40 мг/л при экспозиции 2 ч. приводили к длительному угнетению биоэлектрической активности коры головного мозга и выработки антител, 46 мг/л - к смерти через 3 ч.

Минимальная концентрация, влияющая на протекание безусловного рефлекса 0,3 - 1,0 мг/л. У кошек боковое положение при 20 мг/л достигается в течение 1- 2 ч. У собак при 30 мг/л наступает наркоз.

Человек

Симптомы: головная боль, тошнота, рвота, расстройство равновесия, парестезии, потеря сознания. Описаны случаи повторной потери сознания с последующим небольшим лейкоцитозом при распылении толуола в замкнутых пространствах (при предполагаемой концентрации 37-112 мг/л). Концентрация 0,15 мг/л вызывает раздражение глаз и горла у большинства людей в течение 3 - 5 мин, а при экспозиции 8 ч - легкое нарушение координации-движении и изменение времени реакции. При 1,3 и 1,5 мг/л том же сроке действия - жалобы на слабость, головную боль, тошноту, парестезии, бессонницу, продолжающиеся и по окончании воздействия. Объективно - расширение зрачков. При 2,25 мг/л уже к концу третьего часа - умственная скованность, головная боль, головокружение, тошнота, опьянение, после 8 ч - расстройство координации движений, расширение зрачков, жалобы на слабость, головокружение, тошноту, остающиеся даже на следующий день. Концентрация 3 мг/л вызывает после 3 ч сильную тошноту, некоординированность движений. Нервность, мышечная слабость, бессонница наблюдаются в течение нескольких дней. Со стороны дыхания и кровообращения изменений нет. Даже концентрация 0,05-0,1 мг/л вызывала субъективные симптомы: нервное возбуждение, головную боль, парестезии к концу 8часового рабочего дня. Определенное ухудшение некоторых функций наблюдалось при концентрации толуола в крови 0,5 мг %. После вдыхания паров чистого толуола в течение рабочего дня (концентрация, по-видимому, высокая) в моче работающих найдено 4 г/л глюкуроновой кислоты вместо 0,6 г/л в контроле.

Вывод

В результате синтеза получена м-нитробензойная кислота со следующими свойствами:

-молекулярный вес: 167, 13;

-бесцветный триклинный; моноклинные листочки из воды;

-плотность: d=1,42420;

-температура плавления: tпл=-144°С

-растворимость (в г на 100 мл): воды - 0,314; этанола - 3310; эфира - 25,111; трудно растворяется в бензоле, хлороформе.

Список литературы

1. Артеменко А.И. Органическая химия: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Высшая школа, 1980 - 440 с.

2. Гранберг И.И Органическая химия: Учебное пособие для с/х вузов. - М.: высшая школа, 1980 - 463 с.

3. Гурецкая В.Л. Органическая химия: Учебник для техникумов сов. торг. и обществ. питания / Под ред. Х.В. Бальяна. - М.: Высшая школа, 1983 - 320 с.

4. Перекалин В.В., Зонис С.А. Органическая химия: Учебное пособие для студентов пед. институтов по химии и биологии. - М.: Просвещение, 1982 - 560 с.

5. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко Органическая химия: Учебник для вузов / Под редакцией Петрова А.А. - М.: Высшая школа, 1981 - 592 с.

6. Писаренко А.П., Хавин З.Я. Курс органической химии: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1975 - 507 с.

7. Потапов В.М., Татарнчик С.Н. Органическая химия. - М.: Химия, 1976 - 504 с.

8. Степаненко Б.Н. Курс органической химии: Учебник для студентов вузов. - М.: Высшая школа, 1979 - 432 с.

Размещено на Allbest.ru