Dung môi toluene (C₆H₅CH₃) là gì? Lưu ý khi sử dụng an toàn hóa chất Toluene

Toluene (một hydrocacbon thơm) là dung môi hữu cơ,  được ứng dụng chủ yếu trong ngành dung môi công nghiệp như sơn, keo dán hay hóa chất. Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, nhưng nếu không được sử dụng đúng cách, dung môi này có thể gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp những thông tin quan trọng về Toluene giúp bạn sử dụng dung môi một cách hiệu quả và an toàn.

>> Xem thêm:

• Dung môi Butyl là gì? Tính chất đặc trưng và 4 loại được ứng dụng phổ biến
• Dung môi Acetone là gì? Quy trình điều chế và ứng dụng dung môi Acetone
• Methyl isobutyl ketone (MIBK): Tính chất, quy trình điều chế, ứng dụng

Toluene là gì?

Dung môi toluene (hay còn gọi methylbenzen hay phenylmethan) là một hợp chất hóa học thuộc nhóm hydrocarbon thơm, có công thức hóa học là C₇H₈ (hoặc C₆H₅CH₃). Toluene là một chất lỏng không màu, có mùi thơm đặc trưng, dễ bay hơi và không tan trong nước nhưng tan tốt trong nhiều dung môi hữu cơ khác.

Tính chất vật lý dung môi Toluene

• Trạng thái: Toluene là một chất lỏng không màu, trong suốt.
• Mùi: Có mùi thơm đặc trưng, tương tự như mùi xăng hoặc benzen nhưng nhẹ hơn.
• Nhiệt độ nóng chảy: -95°C.
• Nhiệt độ sôi: 110,6°C.
• Tỷ trọng: 0,8669 g/cm³ (ở 20°C).
• Độ hòa tan:
  • Không tan trong nước (độ hòa tan rất thấp, khoảng 0,52 g/L ở 20°C).
  • Tan tốt trong các dung môi hữu cơ như ethanol, ether, aceton, chloroform và benzene.
• Độ nhớt: Thấp, dễ bay hơi.
• Áp suất hơi: Khoảng 28,4 mmHg (ở 20°C), cho thấy nó có khả năng bay hơi nhanh.
• Chỉ số khúc xạ: 1,4969 (ở 20°C).
• Tính dễ cháy: Toluene dễ bắt lửa, với điểm chớp cháy là 4°C (theo cốc kín).

Tính chất hóa học

Toluene là một hydrocarbon thơm, có cấu trúc gồm một vòng benzen (C₆H₆) gắn với một nhóm methyl (-CH₃). Do đó, nó mang cả tính chất của vòng thơm và nhóm alkyl:

Phản ứng trên vòng benzen

• Phản ứng thế điện tử (Electrophilic Aromatic Substitution):

Toluene hoạt động mạnh hơn benzen trong các phản ứng thế do hiệu ứng +I (cộng hưởng điện tử) của nhóm methyl, làm tăng mật độ electron trên vòng benzen.

Ví dụ:

• Nitrat hóa: Toluene + HNO₃ (với H₂SO₄ làm xúc tác) → 2-nitrotoluene hoặc 4-nitrotoluene.
• Sulfonat hóa: Toluene + H₂SO₄ đặc → toluenesulfonic acid (chủ yếu ở vị trí para).
• Halogen hóa: Toluene + Cl₂ hoặc Br₂ (có xúc tác Fe hoặc FeCl₃) → 2-chlorotoluene hoặc 4-chlorotoluene.

• Tính bền của vòng thơm: Vòng benzen trong toluene rất bền, không dễ bị phá hủy bởi các phản ứng cộng hoặc oxi hóa thông thường.

Phản ứng ở nhóm methyl (-CH₃)

• Oxi hóa:
  • Khi bị oxi hóa mạnh (ví dụ bởi KMnO₄ hoặc K₂Cr₂O₇ trong môi trường axit), nhóm methyl của toluene bị chuyển thành nhóm carboxyl (-COOH), tạo ra axit benzoic (C₆H₅COOH).
  • Phương trình:
    C₆H₅CH₃ + [O] → C₆H₅COOH + H₂O.
• Halogen hóa nhóm methyl:

Trong điều kiện có ánh sáng hoặc nhiệt độ cao (không có xúc tác Fe), toluen phản ứng với halogen (Cl₂, Br₂) tại nhóm methyl, tạo ra benzyl halide.

Ví dụ: C₆H₅CH₃ + Cl₂ (ánh sáng) → C₆H₅CH₂Cl (benzyl chloride) + HCl.

Tính cháy

Toluene cháy trong không khí tạo ra CO₂ và H₂O, tỏa nhiệt mạnh: C₇H₈ + 9O₂ → 7CO₂ + 4H₂O.

Tính khử yếu

Toluene không có tính khử mạnh như các hydrocarbon no, nhưng trong điều kiện khắc nghiệt, vòng thơm có thể bị phá vỡ bởi các chất oxi hóa cực mạnh

Quy trình tinh chế dung môi Toluene

Trong thực tế, toluene chủ yếu được sản xuất từ dầu mỏ thông qua các quá trình hóa dầu. Các phương pháp chính bao gồm:

Từ quá trình reforming xúc tác (Catalytic Reforming)

• Nguyên liệu: Các phân đoạn hydrocarbon từ dầu mỏ (như naphtha – hỗn hợp hydrocarbon C₆-C₁₀).
• Quy trình:
  1. Naphtha được đưa vào lò phản ứng reforming với xúc tác (thường là Pt hoặc Pt-Re trên nền Al₂O₃).
  2. Trong điều kiện nhiệt độ cao (450-550°C) và áp suất, các hydrocarbon mạch thẳng bị chuyển hóa thành hydrocarbon thơm (dehydrogen hóa và cyclization).
  3. Hỗn hợp sản phẩm chứa toluene, benzen, xylene,… được tách ra bằng cách chưng cất phân đoạn.
• Phản ứng chính:  C₇H₁₆ (heptane) → C₇H₈ (toluene) + 4H₂.
• Ưu điểm: Sản lượng lớn, tận dụng nguồn dầu mỏ sẵn có.

Từ quá trình cracking dầu mỏ (Pyrolysis)

• Nguyên liệu: Dầu mỏ hoặc khí tự nhiên.
• Quy trình:
  1. Dầu mỏ được nung ở nhiệt độ rất cao (700-900°C) trong quá trình cracking nhiệt hoặc cracking xúc tác.
  2. Các hydrocarbon lớn bị phân cắt thành các phân tử nhỏ hơn, bao gồm toluene và các hợp chất thơm khác.
  3. Toluene được tách ra từ hỗn hợp bằng chưng cất.
• Kết quả: Toluene là một trong những sản phẩm phụ của quá trình sản xuất ethylene và propylene.

Từ nhựa than đá (Coal Tar)

• Nguyên liệu: Nhựa than đá (sản phẩm phụ từ quá trình luyện cốc).
• Quy trình:
  • Nhựa than đá được chưng cất ở nhiệt độ cao.
  • Phân đoạn chứa toluene (nhiệt độ sôi 110-111°C) được thu hồi và tinh chế thêm.
• Lưu ý: Phương pháp này ít phổ biến hơn hiện nay do phụ thuộc vào ngành công nghiệp than.

6 ứng dụng chính dung môi Toluene

Ứng dụng làm dung môi

• Sơn và chất phủ:
  • Toluene được sử dụng làm dung môi để hòa tan nhựa, pigment và các thành phần khác trong sản xuất sơn, vecni và lớp phủ bề mặt.
  • Giúp điều chỉnh độ nhớt và tăng tốc độ khô của sơn.
• Keo dán và chất kết dính: Là thành phần chính trong keo dán cao su, keo công nghiệp nhờ khả năng hòa tan tốt các polymer.
• Mực in: Dùng trong mực in offset hoặc dung môi pha mực in ống đồng để đảm bảo độ chảy và độ bám dính trên bề mặt in.
• Chất tẩy rửa: Toluene được dùng để tẩy dầu mỡ, nhựa hoặc sơn trên kim loại và các bề mặt khác.

Ứng dụng trong nguyên liệu tổng hợp hóa chất

• Sản xuất benzen và xylene:
  • Toluene có thể bị khử methyl (dealkylation) để tạo benzen hoặc chuyển hóa thành xylene trong các quá trình hóa dầu.
  • Ví dụ: C₇H₈ → C₆H₆ + CH₄ (khi hydro hóa).
• Thuốc nổ TNT (Trinitrotoluene):
  • Toluene là nguyên liệu ban đầu để tổng hợp TNT qua phản ứng nitrat hóa nhiều giai đoạn với HNO₃ và H₂SO₄.
  • Quy trình: Toluene → Mononitrotoluene → Dinitrotoluene → Trinitrotoluene (TNT).
• Hóa chất trung gian: Dùng để sản xuất axit benzoic (C₆H₅COOH), benzaldehyde (C₆H₅CHO), và các hợp chất thơm khác thông qua oxi hóa.

Ứng dụng trong công nghiệp hóa dầu

• Nhiên liệu: Toluene được thêm vào xăng để tăng chỉ số octane, cải thiện hiệu suất cháy của động cơ (thường trong xăng đua hoặc xăng hàng không).
• Sản xuất polymer: Là dung môi trong quá trình sản xuất polystyrene, polyurethane và các loại nhựa khác.

>> Xem thêm: Dung môi sơn dầu: Gợi ý 5 loại dung môi phổ biến và hướng dẫn sử dụng

Ứng dụng trong phòng thí nghiệm

• Chiết xuất và phân tích: Toluene được dùng làm dung môi chiết xuất các dung môi hữu cơ trong phân tích hóa học.
• Dung môi phản ứng: Là môi trường cho các phản ứng hóa học, đặc biệt là phản ứng Friedel-Crafts hoặc tổng hợp hợp chất thơm.

Ứng dụng khác

• Y học và dược phẩm: Dùng trong tổng hợp một số loại thuốc hoặc hóa chất dược phẩm (dù ít phổ biến hơn do độc tính).
• Công nghiệp điện tử: Làm chất làm sạch linh kiện điện tử hoặc hòa tan chất phủ bảo vệ.
• Sản xuất hương liệu: Một lượng nhỏ toluene được dùng để tổng hợp các hợp chất thơm trong ngành công nghiệp nước hoa.

>> Xem thêm: Dung môi tẩy rửa là gì? Phân loại và gợi ý 5 loại dung môi phổ biến

3 lưu ý sử dụng và bảo quản an toàn hóa chất toluene

Lưu ý bảo quản đúng cách

Toluene cần được bảo quản trong thùng kín, đặt ở nơi khô ráo, thoáng mát và tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời hay nguồn nhiệt độ cao. Ngoài ra, để giảm nguy cơ cháy nổ, hóa chất này phải được tách biệt với nơi có nguồn lưa, tia lửa điện hay các chất dễ cháy.

Lưu ý sử dụng an toàn

Để đảm bảo an toàn, cần hạn chế tối đa việc tiếp xúc trực tiếp với Toluene bằng cách sử dụng đồ bảo hộ như găng tay, kính mắt và khẩu trang. Sẽ rất nguy hiểm nếu hít phải trong thời gian dài, vì vậy cần đảm bảo nơi làm việc luôn thông thoáng, có hệ thống thông gió hoặc tủ hút khí. Ngoài ra, không ăn uống và hút thuốc tại nơi làm việc để tránh nguy cơ nhiễm độc và đảm bảo an toàn cho khỏe.

Cách khắc phục khi xảy ra sự cố

Khi tiếp xúc với Toluene, cần thực hiện đầy đủ các biện an toàn như đeo khẩu trang, găng tay, kính bảo hộ trong suốt quá trình sử dụng. Sau khi sử dụng, cần làm sạch kỹ lưỡng các dung môi còn sót lại trong thùng chứa để đảm bảo an toàn cho bản thân và môi trường xung quanh. Sử dụng nước để rửa sạch bề mặt, hạn chế tối đa nguy cơ cháy nổ do hóa chất tồn dư. Không được chủ quan trong mọi tình huống, luân tuân thủ các quy trình xử lý an toàn để tránh rủi ro đáng tiếc.

Toluene mang đến nhiều lợi ích cho sản xuất và đời sống, nhưng cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro nếu không được sử dụng đúng cách. Vì vậy, cần hiểu biết về bản chất, các ứng dụng và tuân thủ những biện pháp an toàn để sử dụng dung môi hiệu quả, hạn chế tác động tiêu cực của chúng đến sức khỏe và môi trường. Hy vọng bài viết này đã cung cấp những thông tin hữu ích, giúp bạn sử dụng dung môi Toluene hiệu quả và an toàn.

Tags: dung môi mek, dung môi xylene, dung môi dcm, dung môi ipa, dung môi n hexane

Liên hệ ngay K-Chem – Đơn vị chuyên cung cấp Toluene số lượng lớn hoặc sản phẩm hóa chất pha sẵn dựa trên nhu cầu doanh nghiệp uy tín, chất lượng và giá cả phải chăng để nhận tư vấn miễn phí từ đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm nhé!

CÔNG TY TNHH K-CHEM VIỆT NAM

• Địa chỉ: Đường N6B, Lô F, Cụm Công Nghiệp Phú Chánh 1, Phường Phú Chánh, TP. Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương, Việt Nam
• Tel: +84 274 362 0218
• Email: info@k-chem.vn

Nguồn tham khảo: Wikipedia: https://vi.wikipedia.org/wiki/Toluen