बेंझीन

बेंझीन: एक वर्णहीन, विशिष्ट वासाचा, बाष्पनशील (बाष्प रूपाने उडून जाणारा) आणि ज्वालाग्राही द्रव पदार्थ, ॲरोमॅटिक संयुगांच्या वर्गातील [⟶ ॲरोमॅटिक संयुगे] हायड्रोकार्बनांचे आद्य संयुग. रेणुसूत्र (रेणूतील अणूंचे प्रकार व त्यांची संख्या दर्शविणारे सूत्र) C₆H₆. याची संरचना (रेणूतील अणूंची मांडणी) सूत्र १ प्रमाणे किंवा त्याचे संक्षिप्त रूप म्हणून सूत्र २ प्रमाणे सामान्यतः दर्शवितात. या रेणूतील सर्व कार्बनी अणू एकाच प्रतलात (पातळीत) व सममित आहेत, असे सिद्ध झाले आहे. त्यामुळे संक्षिप्त सूत्र समाधानकारक आहे परंतु त्यामध्ये कार्बन अणू क्र.१ व २, ३ व ४ आणि ५ व ६ यांमध्ये कायम द्विबंध आणि क्र.२ व ३, ४ व ५ आणि ६ व १ यांमध्ये एकबंध असतात असे ध्वनित होते, ते वस्तुस्थितीला धरून नाही. द्विबंध व एकबंध यांच्या स्थानांची सूत्र ३ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे सतत अदलाबदल होत असते. हा फरक व्यक्त व्हावा म्हणून बेंझिनाची संरचना सूत्र ४ प्रमाणे दर्शविण्याची पद्धत अलीकडे रुढ होत आहे.

इतिहास : देवमाशाच्या तेलापासून बनविलेल्या प्रकाशदायी वायूवर दाब दिला असता एक तेलासारखा पदार्थ मिळतो. त्यामध्ये हा पदार्थ आहे असे १८२५ मध्ये मायकेल फॅराडे यांना दिसून आले. त्याला त्यांनी ‘बायकार्‌ब्यूरेट ऑफ हायड्रोजन’ हे नाव दिले. ई.एम्. पेलिगॉट यांनी १८३३ मध्ये व आइलहार्ट मिचर्लिख यांनी १८३४ मध्ये बेंझॉइक अम्ल आणि चुना यांच्या मिश्रणाचे ऊर्ध्वपातन (तापवून बाष्प करुन व ते थंड करून मिश्रणातील घटक अलग करण्याची क्रिया) करुन हा पदार्थ मिळवला व त्यास ‘बेंझीन’ (benzin) हे नाव सुचविले. त्यात जे. फोन लीबिक यांनी ‘बेझॉळ’ (benzol) असा बदल सुचविला होता. दगडी कोळशाच्या डांबरात हा असतो, असे ए.डब्ल्यू. होफमान यांनी १८४५ मध्ये दाखविले व त्यास प्रचलित असलेली ‘बेंझीन’ (benzene) ही संज्ञा दिली. त्याची संरचना १८६५ मध्ये एस्.एफ.एस् फोन फेकूले यांनी निर्धारित केली आणि १८६६ मध्ये पी.ई.एम्. बर्थेलॉट यांनी ॲसिटिलिनाचे बहुवारिकीकरण (दोन वा अधिक साध्या रेणूंच्या संयोगाने जटिल संरचनेच्या रेणूचे संयुग मिळविण्याची क्रिया) करुन बेंझिनाचे संश्लेषण केले (घटकद्रव्ये एकत्र आणून कृत्रिम रीतीने तयार केले).

बेंझीन हा घटक असलेल्या व्यापारी प्रतीच्या मिश्रणाला ‘बेंझॉल’ (benzol) म्हणण्याचा प्रघात आहे. खनिज तेलाच्या ऊर्ध्वपातनातील कमी तापमानास उकळणाऱ्या खंडाला (अंशाला) ‘बेंझीन’ (benzin) किंवा ‘बेंझाइन’ (benzine) म्हणतात. त्यामध्ये ॲलिफॅटिक हायड्रोकार्बने असतात.

उत्पादन : बेंझिनाचे उत्पादन १८७६ पासून दगडी कोळशाचे भंजक ऊर्ध्वपातन केले असता मिळणाऱ्या डांबरापासून [⟶ डांबर] होऊ लागले. डांबराच्या खंडश: ऊर्ध्वपातनातून ‘हलके तेल’ नावाचा खंड मिळवितात. त्यापासून बेंझीन वेगळे करतात. कच्च्या खनिज तेलापासून बेंझिनाचे उत्पादन १९४१ नंतर होऊ लागले आहे. अशुद्ध खनिज तेलात मुळात बेंझिनाचे प्रमाण कमी असते. ते वाढवून बेंझीन काढून घेण्याच्या दोन प्रकारच्या किफायतशीर प्रक्रिया व्यवहार्य ठरल्या आहेत. पहिल्या प्रकारात कच्च्या तेलाचा ठराविक खंड घेऊन पुनर्घटन क्रियेने त्यातील संयुगांचे बेंझिनात रुपांतर घडवितात व योग्य विद्रावकाने (विरघळविणाऱ्या पदार्थाने) त्यातील बेंझीन अलग करतात. दुसऱ्या प्रकारच्या प्रक्रियांत खनिज तेलातील अल्किल बेंझिनांचा अल्किलनिरास (अल्किल गट काढून टाकण्याची क्रिया) घडवून बेंझीन बनवितात व ते काढून घेतात. त्यासाठी उत्प्रेरकसहित (विक्रियेची गती बदलणाऱ्या पदार्थासहित) व उत्प्रेरकरहित अशा दोन्ही प्रकारच्या कृती उपलब्ध आहेत.

पहिल्या प्रकारच्या प्रक्रियेचे एक उदाहरण म्हणजे फ्लॅटफॉर्मिंग-यूडेक्स प्रक्रिया होय. खनिज तेलाचे उर्ध्वपातन करताना ६६^० ते २०४^० से. या तापमान मर्यादेत उकळणारा खंड घेऊन त्यात हायड्रोजन वायू मिसळतात व ते मिश्रण (४८२^० ते ५१०^० से.) तापमानास तापवितात. नंतर ते प्लॅटिनम घटक असलेल्या एका विशेष प्रकारच्या उत्प्रेरकाच्या सान्निध्यात सोडतात. तेथे त्यातील सहा कार्बन अणूंचे वलय असलेल्या पॅराफिनांचा हायड्रोजननिरास होऊन बेंझीन बनते व हायड्रोजन वायू मुक्त होतो. द्रव मिश्रण त्यानंतर दुसऱ्या पात्रात नेले जाते. तेथे त्यातील हलके हायड्रोकार्बन वायू वेगळे करतात व उरलेला भाग एका मनोऱ्यातून प्रवाहित करून ॲरोमॅटिक संयुगे विपुल प्रमाणात असलेला खंड बाजूस काढतात. नंतर त्यामध्ये डाय-एथिलीन ग्लायकॉल, डाय-प्रोपिलीन ग्लायकॉल आणि अल्पांश पाणी यांचे मिश्रण सोडून त्यातील ॲरोमॅटिक हायड्रोकार्बने विरघळून घेतात आणि विद्राव पाण्याने धुवून⇨ मुलतानी माती (फुलर्स अर्थ) असलेल्या मनोऱ्यातून घालवितात. बाहेर पडणाऱ्या विद्रावाचे खंडशः ऊर्ध्वपातन केले म्हणजे उच्च शुद्धता असलेले बेंझीन मिळते.

हायडील ही प्रक्रिया दुसऱ्या प्रकारात पडते. या प्रक्रियेत उत्प्रेरकाचा उपयोग करून टोल्यूइन व झायलीन या संयुगांचा अल्किलनिरास करतात त्यामुळे बेंझीन आणि मिथेन व एथीन वायू निर्माण होतात आणि बेंझीन वेगळे काढता येते. हायड्रो-अल्किल-निरास या दुसऱ्या एका याच प्रकारच्या प्रक्रियेत टोल्यूइन व हायड्रोजन यांचे मिश्रण दाब देऊन उच्च तापमानास तापवितात त्यामुळे टोल्यूइनाचा अल्किलनिरास होऊन बेंझीन बनते व ते वेगळे करतात. या प्रक्रियेने बेंझिनाचा उतारा सु. ९५ टक्के किंवा जास्त येतो.

भौतिक व रासायनिक गुणधर्म: बेंझीन हा ॲरोमॅटिक हायड्रोकार्बनांपैकी सर्वांत महत्त्वाचा व त्यांचा प्रतिनिधी समजला जातो. त्याच्या भौतिक व रासायनिक गुणधर्मांच्या वर्णनासाठी ‘ॲरोमॅटिक संयुगे’ ही नोंद पहावी.

उपयोग:रंग व रबर यांकरिता विद्रावक म्हणून आणि मोटारीकरिता वापरावयाच्या पेट्रोलात काही प्रमाणात मिश्र करण्यासाठी बेंझीन वापरले जाते. बेंझिनाचे अल्किलीकरण एथिलिनाने केले म्हणजे एथिल बेंझीन बनते. त्याचा हायड्रोजननिरास केला म्हणजे स्टायरीन तयार होते. त्याचा उपयोग पॉलिस्टायरीन हे प्लॅस्टीक आणि स्टायरीन-ब्युटाडाइन रबरे बनविण्यासाठी केला जातो [⟶ प्लॅस्टिक व उच्च बहुवारिके रबर].

प्रोपिलिनाच्या विक्रियेने बेंझिनापासून आयसोप्रोपिल बेंझीन बनते. त्याच्या ऑक्सिडीकरणाने [⟶ ऑक्सिडीभवन] क्यूमीन हायड्रोपेरॉक्साइड मिळते. अम्लाने त्याचे विच्छेदन (घटकद्रव्ये अलग करण्याची क्रिया) केले म्हणजे फिनॉल व ॲसिटोन हे पदार्थ मिळतात. प्रोपिलिनाच्या चतुर्वारिकाची विक्रिया केल्याने बेंझिनाचे डोडेसिल बेंझीन बनते. त्याचे ⇨ सल्फॉनीकरण केले म्हणजे डोडेसिल बेंझीन सल्फॉनिक अम्ल हा प्रक्षालकांच्या (संश्लेषणाने बनविण्यात येणाऱ्या व मलिन वस्तू स्वच्छ करण्याचा गुण असलेल्या साबणाखेरीज इतर पदार्थांच्या) उत्पादनात उपयोगी पडणारा पदार्थ तयार होतो. प्रोपिलिनाचे त्रिवारिक व बेंझीन यांच्या विक्रियेने नोनिल बेंझीन हे आर्द्रीकारकांसाठी आवश्यक असलेले एक संयुग बनते.

क्लोरिनीकरणाने बेंझिनापासून मोनोक्लोरोबेंझीन व डायक्लोरोबेंझीन ही संयुगे मिळतात. मोनोक्लोरोबेंझीन डीडीटीच्या उत्पादनात आणि डायक्लोरोबेंझिनापैकी पॅराडायक्लोरोबेंझीन सूक्ष्मजंतुनाशक व दुर्गंधीहारक म्हणून उपयोगी पडते. बेंझिनाच्या सल्फॉनीकरणाने बेंझीनसल्फॉनिक अम्ल बनते. त्यापासून फिनॉल बनविता येते. ⇨ हायड्रोजनीकरणाने बेंझिनापासून सायक्लोहेक्झीन हा विद्रावक बनविता येतो. बेंझिनाचे ⇨ नायट्रीकरण केले म्हणजे नायट्रोबेंझीन तयार होते. त्यापासून ॲनिलीन बनवितात. व्हॅनेडियम ऑक्साइड व मॉलि‌ब्डेनम ऑक्साइड या उत्प्रेरकांनी बेंझिनाचे नियंत्रित ऑक्सिडीकरण केले म्हणजे मॅलेइक ॲनहायड्राइड हे उपयुक्त संयुग मिळते. तीव्र उष्णतेच्या क्रियेने बेंझिनाचे बायफिनिल हे संयुग बनते. उष्णतावहनाचे माध्यम म्हणून हे उपयोगी पडते.

साठा करताना व वापरताना घ्यावयाची दक्षता: बेंझीन फार बाष्पनशील, ज्वालाग्राही व विषारीही आहे. त्याची वाफ काही प्रमाणात हवेत मिसळली जाऊन स्फोटक मिश्रण बनते आणि श्वासनलिका व घसा यांवर अनिष्ट परिणाम होतो म्हणून बेंझिन वापरणाऱ्या कारखान्यात हवेचा भरपूर पुरवठा असणे आवश्यक असते. आकारमानाने १ दशलक्ष भाग हवेत बेंझिनाचे बाष्प २५ भागांपेक्षा जास्त असलेल्या वातावरणात दररोज ८ तास काम करणाऱ्या कर्मचाऱ्याच्या आरोग्यास धोका संभवतो, असे अमेरिकन कॉन्फरन्स ऑफ गव्हर्नमेंटल इंडस्ट्रियल हायजिनिस्ट या संस्थेचे मत आहे. बेंझीन पोटात गेल्यास होणारे दुष्परिणाम श्वसनावर होणाऱ्या दुष्परिणामासारखेच असतात. शिवाय तोंड, घसा, श्वासनलिका आणि जठर यांचा क्षोमही होतो. अतिरिक्त बेंझीन असलेल्या वातावरणाचा दीर्घकाल परिणाम होऊ लागला म्हणजे रक्तातील तांबड्या पेशी, श्वेत पेशी व बिंबाणू (रक्त साखळण्याच्या क्रियेत महत्त्वाचा असलेलेल्या वर्तुळाकार किंवा दीर्घवर्तुळाकार सूक्ष्म तबकड्या) यांची संख्या कमी होऊ लागते व त्यावरून धोक्याची सूचना मिळू शकते. बेंझिनाच्या संपर्काने त्वचेतील चरबी निघून जाते त्यामुळे त्वचेचा कोंडा पडू लागतो आणि त्वचेवर द्रवयुक्त फोड येतात. बेंझिनाची विषबाधा त्वचेतूनही होऊ शकते. बेंझिनाच्या भारतीय उत्पादनांसंबंधीची माहिती ‘खनिज तेल रसायने’ व ‘डांबर’ या नोंदीत दिलेली आहे. 

जोशी, पां. ह. केळकर, गो. रा.

“