В каких материалах содержится фенол

Фенол и формальдегид – два главных отрицательного «персонажа» строительства. Когда хотят сказать плохое про какой-то материал или изделие, обязательно упоминают их. На простого потребителя это действует безотказно, давайте разбираться, так ли опасны эти вещества?

Фенол и формальдегид в представлении пользователей

В представлении обычного человека фенолформальдегид – это смола, которой при производстве пропитывают материалы и изделия. Затем эта смола испаряется, попадая в наш организм, оказывает на него негативное воздействие. Разницу между фенолом, формальдегидом и фенолформальдегидом обычно осознают, а наиболее опасным обычно считают фенол.

Фенол, формальдегид и фенолформальдегид – разные вещества?

Если говорить о строительных материалах, то в них обычно присутствует фенолформальдегид – он является результатом реакции фенола и формальдегида. Вещество представляет собой твердую смолу, поэтому не имеет шансов попасть внутрь организма, если, конечно, не употреблять фанеру или ОСБ в пищу.

Основные вопросы вызывают продукты, которые попадают в воздух, поэтому обычно говорят об эмиссия отдельных компонентов: фенола и формальдегида.

Например, ГОСТом предусмотрено три класса эмиссии формальдегида: Е 0,5 – до 0,08 мг/м.куб, Е 1 – 0,08 – 0,124 мг/м.куб, Е 2 – 0,124 – 0,5 мг/м.куб.

В каких строительных материалах присутствует фенолформальдегид?

В качестве примера источника фенола и формальдегида в большинстве случаев называют мебель из ДСП. Часто можно услышать словосочетание «ядовитая мебель из ДСП». Правда большинство пользователей не знают, что фенолформальдегид является связующим компонентом еще и для многих других веществ. Например, для МДФ, из которой тоже производят мебель, для фанеры, ОСБ, для минеральных утеплителей, ламината и др.

Эмиссия формальдегида из древесины в мг/м.куб

Если все композитные материалы опасны, то как быть с деревом. Например, обычное дерево также является источником формальдегида, но его эмиссия очень невелика. Не только строительные материалы содержат фенол и формальдегид.

Где еще содержится фенол и формальдегид?

Для многих будет сюрпризом, что фенол содержится во многих лекарственных средствах. При этом содержание выше, чем в минеральной вате. Формальдегид используют в качестве консерванта в косметике и лекарственных препаратах.

В природе формальдегид присутствует в почве, однако все это мы в рот не потащим, но формальдегид присутствует и в продуктах питания (соках, молоке). Особенно его много в продуктах копчения, где его концентрация может достигать 260 мг/кг, а свекла может содержать до 35 мг формальдегида на кг.

В малых концентрациях в этих изделиях содержится фенол и формальдегид

При этом есть минеральную вату мы не собираемся, а поэтому для нас важнее именно эмиссия.

Являются ли строительные материалы главными источниками фенола и формальдегида?

Фенол и формальдегид выделяются в результате горения. Например, в дыме от костра может содержаться до 7% этого вещества. Тут можно возразить, что в доме мы живем постоянно, а дым костра вдыхаем в лучшем случае раз в месяц. На это можно привести еще ряд примеров источников фенола и формальдегида.

Источники эмиссии фенола и формальдегида

· Наибольшее количество выделяется автомобилями при сгорании топлива

· Сжигание топлива самолетами

· Сигареты также являются источником фенола и формальдегида. Одна сигарета выделяет до 0,14 мг фенола и 2 мг формальдегида.

· Источником фенола и формальдегида являются свалки

· Интересный факт, что человеческий организм сам содержит фенол и формальдегид и выделяет их при дыхании.

Но напуганные страшилками из интернета люди сразу скажут, что в организме эти вещества имеют свойство накапливаться.

Накапливается ли фенол и формальдегид?

Это распространенный миф. Фенол и формальдегид активно вступают в реакции с другими веществами, поэтому они не имеют свойства накапливаются. Срок выведения их из организма составляет 24 часа, срок выведения из организма никотина достигает 50 часов.

Если человек проведет 24 часа в комнате, в которой предельная дозировка фенола и формальдегида превышена в 10 раз, то он вдохнет в 4,5 раз меньше фенола и в 20 раз меньше формальдегида, чем от одной пачки сигарет.

Цифра среднесуточной предельно допустимой концентрации (ПДКс.с.) формальдегида в России значительно ниже, чем в США и странах Европы. Показатель даже ниже, чем установлено по классам эмиссии (0,01 мг/м.куб). Российское строительство исходит из ошибочного факта, что фенол и формальдегид отсутствуют в естественных условиях.

Почему от мебели из ДСП плохо пахнет?

Если фенол и формальдегид такие безопасные, почему же тогда некоторая мебель источает неприятный запах. Такую мебель обычно производят на старом оборудовании, которое не обеспечивает нужно плотности материала. Прочность изделий достигается только с помощью увеличения количества формальдегида. В результате эмиссия получается выше.

Эмиссия фенола и формальдегида из материала идет одинаковыми темпами

На самом деле на эмиссию влияют различные факторы. Первые месяцы после изготовления материала она выше, а потом снижается. Эмиссия формальдегида повышается при нарушении условий хранения.

Фенол и формальдегид безопасны для человека?

В данном вопросе важна концентрация. Как некоторые лекарственные вещества в небольшом количестве безвредны, но при превышении становятся токсичными. По международной классификации токсичным фенол становится только при концентрации более 50%, формальдегид – более 25%.

Вывод – вредно и стоит ли этого боятся?

В вопросе фенола и формальдегида надо понимать, что эти вещества окружают нас постоянно в повседневной жизни, полностью оградить себя от них не получится. В целом это и не требуется, потому что в допустимых дозировках фенол и формальдегид безвредны для человеческого организма.

Для строительных материалов и мебели нужно узнавать эмиссию этих веществ и относится к этому вопросу разумно, а не сразу ставить крест на некоторых изделиях. Полезно в этом вопросе посмотреть на международный опыт, так как в нашей стране фенол и формальдегид сильно демонизированы.

Строительные истории от подписчиков:

Смотрите также:

Источник

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 апреля 2020;
проверки требуют 2 правки.

Фенол

Систематическое
наименование

Гидроксибензол

Традиционные названия

Фенол, Карболовая кислота, карболка, бензолол; оксибензол

Хим. формула

C6H5OH

Рац. формула

C6H6O

Состояние

бесцветные кристаллы

Молярная масса

94,11 г/моль

Плотность

1,07 г/см³

Энергия ионизации

8,5 ± 0,1 эВ[1]

Температура

• плавления

40,9 °C

• кипения

181,84 °C

• вспышки

79 (в закрытом тигле), 85 (в открытом) °C

Пределы взрываемости

1,8 ± 0,1 об.%[1]

Мол. теплоёмк.

134,7 (кр.) Дж/(моль·К)

Энтальпия

• образования

−162,944 кДж/моль

Давление пара

0,4 ± 0,1 мм рт.ст.[1]

Константа диссоциации кислоты

9,89 ± 0,01[2]

Растворимость

• в воде

6,5 г/100 мл

Гибридизация

sp2

Рег. номер CAS

108-95-2

PubChem

996

Рег. номер EINECS

203-632-7

SMILES

OC1=CC=CC=C1

InChI

1S/C6H6O/c7-6-4-2-1-3-5-6/h1-5,7H

ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N

RTECS

SJ3325000

ChEBI

15882

ChemSpider

971

ЛД50

140 мг/кг (морская свинка, внутрижелудочно)

Токсичность

токсичен, весьма едкий, является сильным ирритантом

Фразы риска (R)

R23/24/25, R34, R48/20/21/22, R68

Фразы безопасности (S)

S24/25, S26, S28, S36/37/39, S45

Краткие характер. опасности (H)

H301, H311, H331, H314, H341, H373

Меры предостор. (P)

P260, P301+P310, P303+P361+P353, P305+P351+P338, P361, P405, P501

Пиктограммы СГС

NFPA 704

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Медиафайлы на Викискладе

Игольчатые кристаллы фенола

Фено́л (гидроксибензол, устар. карболовая кислота) C6H5OH — простейший представитель класса фенолов.
Мировое производство фенола на 2006 год составляет 8,3 млн т/год. По объёму производства фенол занимает 33-е место среди всех выпускаемых химической промышленностью веществ и 17-е место среди органических веществ[источник не указан 593 дня]. Токсичен, сильный ирритант.

История[править | править код]

Фенол был обнаружен в 1834 году Фридлибом Фердинандом Рунге, который извлек его (в нечистом виде) из каменноугольной смолы[3]. Рунге назвал фенол «Karbolsäure» (угольно-масляная кислота, карболовая кислота). Каменноугольная смола оставалась основным источником получения фенола до развития нефтехимической промышленности. В 1841 году французский химик Огюст Лоран получил фенол в чистом виде[4].

В 1836 году Огюст Лоран придумал название «фон» для бензола[5] это корень слов «фенол» и «фенил». В 1843 году французский химик Шарль Герхардт придумал название «фенол»[6].

Антисептические свойства фенола использовал сэр Джозеф Листер (1827—1912) в своей пионерской технике антисептической хирургии. Листер решил, что сами раны должны быть тщательно очищены. Затем он покрыл раны кусочком тряпки или ворса[7], покрытого фенолом или «карболовой кислотой», как он её называл. Раздражение кожи, вызванное постоянным воздействием фенола, в конечном итоге привело к внедрению асептических методов в хирургию.

Получение[править | править код]

В настоящее время производство фенола в промышленном масштабе осуществляется тремя способами:

кумольный метод. В каскаде барботажных колонн кумол подвергают некаталитическому окислению воздухом с образованием гидропероксида кумола (ГПК). Полученный ГПК, при катализе серной кислотой, разлагают с образованием фенола и ацетона. Кроме того, ценным побочным продуктом этого процесса является α-метилстирол. 95 % всего производимого в мире фенола производят этим методом. Способ был изобретён советскими учёными П. Г. Сергеевым, Н. М. Горнасталевой, Р. Ю. Удрисом, Б. Д. Кружаловым. По сравнению с большинством других процессов, процесс кумола использует относительно мягкие условия синтеза и относительно недорогое сырье. Однако, чтобы работать экономно, должен быть спрос как на фенол, так и на ацетон[8][9]. В 2010 году мировой спрос на ацетон составлял примерно 6,7 миллиона тонн, 83 процента из которых были удовлетворены ацетоном, полученным кумольным методом;
окисление толуола, с промежуточным образованием бензойной кислоты (около 3-х %);
выделением из каменноугольной смолы.

Фенол также можно получить восстановлением хинона.

Физические свойства[править | править код]

Представляет собой бесцветные игольчатые кристаллы, розовеющие на воздухе из-за окисления, приводящего к образованию окрашенных веществ (это связано с промежуточным образованием хинонов). Обладает специфическим запахом (таким, как запах гуаши, так как в состав гуаши входит фенол).
Умеренно растворим в воде (6 г на 100 г воды), в растворах щелочей, в спирте, в бензоле, в ацетоне. 5 % раствор в воде — антисептик, широко применявшийся в медицине в прошлом.

Химические свойства[править | править код]

Из-за наличия ароматического кольца и гидроксильной группы фенол проявляет химические свойства, характерные как для спиртов, так и для ароматических углеводородов.

По гидроксильной группе:

Обладает слабыми кислотными свойствами (более сильными, чем у спиртов), при действии щелочей образует соли — феноляты (например, фенолят натрия — C6H5ONa)[10]:

Фенол — очень слабая кислота; даже угольная кислота вытесняет его из фенолятов:

Более интенсивно феноляты разлагаются под действием сильных кислот, например, серной:

Взаимодействие с металлическим натрием:

Фенол непосредственно не этерифицируется карбоновыми кислотами, эфиры можно получить при взаимодействии фенолятов с ангидридами или галогенангидридами кислот:

Образование простых эфиров. Для получения простых эфиров фенола действуют галогеналканами или галогенпроизводными аренов на феноляты. В первом случае получают смешанные жирно-ароматические простые эфиры:

Во втором случае получают чисто-ароматические простые эфиры:

Реакция проводится в присутствии порошкообразной меди, которая служит катализатором.

При перегонке фенола с цинковой пылью происходит замещение гидроксильной группы водородом[11]:

Фенол вступает в реакции электрофильного замещения по ароматическому кольцу. Гидроксогруппа, являясь одной из самых сильных донорных групп (вследствие уменьшении электронной плотности на функциональной группе), увеличивает реакционную способность кольца к этим реакциям и направляет замещение в орто- и пара-положения[12]. Фенол с лёгкостью алкилируется, ацилируется, галогенируется, нитруется и сульфируется.

Реакция Кольбе — Шмитта служит для синтеза салициловой кислоты и её производных (ацетилсалициловой кислоты и других).

Взаимодействие с бромной водой (качественная реакция на фенол):

Образуется 2,4,6-трибромфенол — твёрдое вещество белого цвета.

Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой:

Взаимодействие с хлоридом железа(III) (качественная реакция на фенол[13]):

Реакция присоединения: гидрированием фенола в присутствии металлических катализаторов получают циклогексанол и циклогексанон:

Окисление фенола: вследствие наличия гидроксильной группы в молекуле фенола устойчивость к окислению намного ниже, чем у бензола. В зависимости от природы окислителя и условия проведения реакции получаются различные продукты. Так, под действием пероксида водорода в присутствии железного катализатора образуется небольшое количество двухатомного фенола — пирокатехина:

При взаимодействии более сильных окислителей (хромовая смесь, диоксид марганца в кислой среде) образуется пара-хинон.

Биологическая роль[править | править код]

Протеиногенная аминокислота тирозин является структурным производным фенола и может быть рассмотрена как пара-замещённый фенол или α-замещённый пара-крезол. В природе распространены и другие фенольные соединения, в том числе полифенолы.
В свободном виде фенол встречается у некоторых микроорганизмов и находится в равновесии с тирозином. Равновесие поддерживает фермент тирозин-фенол-лиаза (КФ 4.1.99.2).

Биологическое значение фенола обычно рассматривается в рамках его воздействия на окружающую среду. Фенол — один из промышленных загрязнителей. Фенол довольно токсичен для животных и человека. Фенол губителен для многих микроорганизмов, поэтому промышленные сточные воды с высоким содержанием фенола плохо поддаются биологической очистке.

Применение[править | править код]

По данным на 2006 год мировое потребление фенола имеет следующую структуру:

44 % фенола расходуется на производство бисфенола А, который, в свою очередь, используется для производства поликарбонатов и эпоксидных смол;
30 % фенола расходуется на производство фенолформальдегидных смол;
12 % фенола гидрированием превращается в циклогексанол, используемый для получения искусственных волокон — нейлона и капрона[14];
в России большое количество фенола используется в нефтепереработке, в частности для селективной очистки масел на технологических установках типа 37/1 и А-37/1. Фенол проявляет высокую селективность и эффективность при удалении из масел смолистых веществ, различных полициклических ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, а также соединений, содержащих серу[15];
остальной (100-44-30-12) фенол расходуется на другие нужды, в том числе на производство антиоксидантов (ионол), неионогенных ПАВ — полиоксиэтилированных алкилфенолов (неонолы), других фенолов (крезолов), лекарственных препаратов (аспирин), антисептиков (ксероформа) и пестицидов. Раствор 1,4 % фенола применяется в медицине (орасепт) как обезболивающее и антисептическое средство[16].

Фенол и его производные обусловливают консервирующие свойства коптильного дыма.
Также фенол используют в качестве консерванта в вакцинах[17]. В косметологии как химический пилинг (токсично).

в скотоводстве: дезинфекция животных растворами фенола и его производных.
в косметологии для проведения глубокого пилинга.

Токсические свойства[править | править код]

Фенол ядовит. Относится к высокоопасным веществам (Класс опасности II). При вдыхании вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу, вызывая химические ожоги. Доказательства канцерогенности фенола для людей отсутствуют[18].

Предельно допустимые концентрации (ПДК) фенола[19][20][21][22]:

ПДКр.з. = 1 мг/м³ (2 класс опасности)
ПДКр.с. = 0,3 мг/м³ (2 класс опасности)
ПДКм.р. = 0,01 мг/м³
ПДКс.с. = 0,006 мг/м³
ПДКв. = 0,001 мг/л.

Попадая на кожу, фенол очень быстро всасывается даже через неповреждённые участки и уже через несколько минут начинает воздействовать на ткани головного мозга. Сначала возникает кратковременное возбуждение, а потом и паралич дыхательного центра. Даже при воздействии минимальных доз фенола наблюдается чихание, кашель, головная боль, головокружение, бледность, тошнота, упадок сил. Тяжелые случаи отравления характеризуются бессознательным состоянием, синюшностью, затруднением дыхания, нечувствительностью роговицы, скорым, едва ощутимым пульсом, холодным потом, нередко судорогами. Смертельная доза для человека при попадании внутрь 1—10 г, для детей 0,05—0,5 г[23].

Охрана труда[править | править код]

При ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг/м³ (максимально-разовая) и 0,3 мг/м³ (среднесменная). Порог восприятия запаха фенола у разных людей разный; и он может достигать (среднее значение в группе) 5,8-7,5 мг/м³[24]. А у отдельных работников он может быть значительно больше среднего значения. По этой причине можно ожидать, что использование широко распространённых фильтрующих СИЗОД в сочетании с «заменой фильтров по появлении запаха под маской» (как это почти всегда рекомендуется в РФ поставщиками) приведёт к чрезмерному воздействию паров фенола на, по крайней мере, часть работников, и причинить вред их здоровью[25] — из-за запоздалой замены противогазных фильтров. Для защиты от фенола следует использовать более эффективные изменение технологии и средства коллективной защиты.

Фенольная катастрофа в Уфе[править | править код]

Наглядным примером воздействия фенола на окружающую среду стал случай весной 1990 года в Уфе. В результате техногенной аварии на предприятии ПО «Уфахимпром» произошла утечка большого количества фенола в речку Шугуровка, впадающую в более крупную реку Уфу, являющуюся источником хозяйственно-питьевого водоснабжения города Уфы. Загрязнение воды в районе Южного водозабора превышало ПДК более чем в 100 раз. Опасность загрязнения питьевой воды фенолом проявляется в том, что при очистке вод использовался хлор, который, взаимодействуя с фенолом, образовывал хлорпроизводные (смесь хлорфенолов) — более токсичные вещества (некоторые в 100—250 раз превышают токсичность самого фенола). Население Уфы было оповещено об опасности употребления водопроводной воды для питья. Общая численность населения, потреблявшего питьевую воду, загрязненную фенолом из Южного водозабора Уфы, составила 672 876 человек[26].

Примечания[править | править код]

↑ 1 2 3 https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0493.html
↑ Binas (нидерл.) — 2 — Noordhoff Uitgevers, 1986. — ISBN 978-90-01-89351-4
↑ F. F. Runge (1834) «Ueber einige Produkte der Steinkohlendestillation» (On some products of coal distillation), Annalen der Physik und Chemie, 31: 65-78. On page 69 of volume 31, Runge names phenol «Karbolsäure» (coal-oil-acid, carbolic acid). Runge characterizes phenol in: F. F. Runge (1834) «Ueber einige Produkte der Steinkohlendestillation, » Annalen der Physik und Chemie, 31: 308—328.
↑ Auguste Laurent (1841) «Mémoire sur le phényle et ses dérivés» (Memoir on benzene and its derivatives), Annales de Chimie et de Physique, series 3, 3: 195—228. On page 198, Laurent names phenol «hydrate de phényle» and «l’acide phénique».
↑ Auguste Laurent (1836) «Sur la chlorophénise et les acides chlorophénisique et chlorophénèsique, » Annales de Chemie et de Physique, vol. 63, pp. 27-45, see p. 44: Je donne le nom de phène au radical fondamental des acides précédens (φαινω, j’éclaire), puisque la benzine se trouve dans le gaz de l’éclairage. (I give the name of «phène» (φαινω, I illuminate) to the fundamental radical of the preceding acid, because benzene is found in illuminating gas.)
↑ Gerhardt, Charles (1843) «Recherches sur la salicine, » Annales de Chimie et de Physique, series 3, 7: 215—229. Gerhardt coins the name «phénol» on page 221.
↑ Lister, Joseph. Antiseptic Principle Of The Practice Of Surgery (англ.). — 1867.
↑ Phenol — The essential chemical industry online (11 января 2017). Дата обращения 2 января 2018.
↑ Direct Routes to Phenol (недоступная ссылка). Дата обращения 9 апреля 2007. Архивировано 9 апреля 2007 года.
↑ Smith, Michael B. & March, Jerry (2007), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1, <https://books.google.com/books?id=JDR-nZpojeEC&printsec=frontcover>
↑ Roscoe, Henry. A treatise on chemistry, Volume 3, Part 3 (англ.). — London: Macmillan & Co., 1891. — P. 23.
↑ Organic Chemistry 2nd Ed. John McMurry ISBN 0-534-07968-7
↑ Качественная реакция на фенол — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов
↑ Plotkin, Jeffrey S. What’s New in Phenol Production? (недоступная ссылка). American Chemical Society (21 марта 2016). Дата обращения 27 октября 2019. Архивировано 27 октября 2019 года.
↑ Яушев Р. Г., Усманов Р. М. Интенсификация процесса селективной очистки масел фенолом. — М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. — 76 с. — (Переработка нефти).
↑ Phenol spray. drugs.com.
↑ Ingredients of Vaccines — Fact Sheet. Centers for Disease Control and Prevention (12 июля 2018).
↑ U.S. Department of Health and Human Services. «How can phenol affect my health?» Toxicological Profile for Phenol: 24.
↑ s:Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313—03. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ воздухе рабочей зоны»
↑ (Роспотребнадзор). № 535. Гидроксибензол (фенол) // ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (рус.) / утверждены А.Ю. Поповой. — М., 2018. — С. 39. — 170 с. — (Санитарные правила).
↑ s:Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.1338—03. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест»
↑ s:Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315—03. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»
↑ Неотложная помощь при острых отравлениях. Справочник по токсикологии. Под ред. Голикова С. Н. — М.: Медицина, 1977. — С. 174.
↑ Herbert Kohler und Willem Jan Homans. Kombination von Olfactometer und Flammenionisationsdetektor zur Bestimmung von Geruchsschweilwerten – Einsatz der mcBmethodik in der Praxis (нем.) // Staub, Reinhaltung der Luft. — Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH, 1980. — August (Bd. 40, H. 8). — S. 331—335. — ISSN 0039-0771.
↑ Волкова З.А., Муратов В.К., Проказова Н.В. Фенолы // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б.В. Петровский. — 3 изд. — Москва : Советская энциклопедия, 1985. — Т. 26. Углекислые воды — Хлор. — 560 с. — 150 000 экз.
↑ 1990 год — загрязнение питьевой воды г. Уфы фенолом Архивировано 15 января 2005 года.

Ссылки[править | править код]

Источник