Phénol (composé)

Le phénol, appelé aussi hydroxybenzène, acide phénique, ou encore acide carbolique, est composé d'un noyau phényle et d'une fonction hydroxyle. C'est la plus simple molécule de la famille des phénols.

Phénol

Structure du phénol

Identification

Nom UICPA

phénol

Synonymes

Acide phénique
Acide carbolique

N^o CAS

108-95-2

N^o ECHA

100.003.303

N^o CE

203-632-7

DrugBank

996

Apparence

cristaux incolores à jaunes ou rose clair, d'odeur caractéristique[1]

Propriétés chimiques

Formule

C₆H₆O [Isomères]

Masse molaire[2]

94,111 2 ± 0,005 5 g/mol
C 76,57 %, H 6,43 %, O 17 %,

pK_a

pKa(PhOH₂⁺/PhOH) = -6,4
pKa(PhOH/PhO⁻) = 9,95

Moment dipolaire

1,224 ± 0,008 D[3]

Diamètre moléculaire

0,557 nm[4]

Propriétés physiques

T° fusion

43 °C[1]

T° ébullition

182 °C[1]

Solubilité

76,04 g·l^-1 d'eau

Paramètre de solubilité δ

25,1 J^1/2·cm^-3/2 (40 °C)[4] ;

11,4 cal^1/2·cm^-3/2[5]

Masse volumique

1,073 g·cm^-3[6]

équation[7] : $\rho =1.3798/0.31598^{(1+(1-T/694.25)^{0.32768})}$
Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 314,06 à 694,25 K.
Valeurs calculées :

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
314,06	40,91	11,244	1,05821
339,41	66,26	11,00829	1,03602
352,08	78,93	10,88837	1,02474
364,75	91,6	10,76678	1,01329
377,43	104,28	10,64341	1,00168
390,1	116,95	10,51816	0,9899
402,77	129,62	10,39088	0,97792
415,44	142,29	10,26143	0,96573
428,12	154,97	10,12966	0,95333
440,79	167,64	9,99537	0,94069
453,46	180,31	9,85836	0,9278
466,14	192,99	9,71839	0,91463
478,81	205,66	9,57519	0,90115
491,48	218,33	9,42845	0,88734
504,16	231,01	9,2778	0,87316

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
516,83	243,68	9,12282	0,85858
529,5	256,35	8,96298	0,84353
542,17	269,02	8,79767	0,82798
554,85	281,7	8,62614	0,81183
567,52	294,37	8,44745	0,79501
580,19	307,04	8,26039	0,77741
592,87	319,72	8,06342	0,75887
605,54	332,39	7,85445	0,73921
618,21	345,06	7,63057	0,71814
630,89	357,74	7,38753	0,69526
643,56	370,41	7,11867	0,66996
656,23	383,08	6,81248	0,64114
668,9	395,75	6,44577	0,60663
681,58	408,43	5,95543	0,56048
694,25	421,1	4,367	0,41099

Graphique P=f(T)

T° d'auto-inflammation

715 °C[1]

Point d’éclair

79 °C (coupelle fermée)[1]

Limites d’explosivité dans l’air

1,36–10 %vol[1]

Pression de vapeur saturante

à 20 °C : 47 Pa[1]

équation[7] : $P_{vs}=exp(95.444+{\frac {-10113}{T}}+(-10.09)\times ln(T)+(6.7603E-18)\times T^{6})$
Pression en pascals et température en kelvins, de 314,06 à 694,25 K.
Valeurs calculées :

T (K)	T (°C)	P (Pa)
314,06	40,91	187,98
339,41	66,26	955,03
352,08	78,93	1 933,15
364,75	91,6	3 681,69
377,43	104,28	6 641,49
390,1	116,95	11 414,19
402,77	129,62	18 784,1
415,44	142,29	29 732,81
428,12	154,97	45 445,34
440,79	167,64	67 307,76
453,46	180,31	96 897,6
466,14	192,99	135 969,64
478,81	205,66	186 440,49
491,48	218,33	250 375,92
504,16	231,01	329 985,08

T (K)	T (°C)	P (Pa)
516,83	243,68	427 625,87
529,5	256,35	545 825,45
542,17	269,02	687 319,74
554,85	281,7	855 115,78
567,52	294,37	1 052 581,26
580,19	307,04	1 283 566,02
592,87	319,72	1 552 561,97
605,54	332,39	1 864 909,83
618,21	345,06	2 227 064,44
630,89	357,74	2 646 934,79
643,56	370,41	3 134 321,78
656,23	383,08	3 701 485,4
668,9	395,75	4 363 886,45
681,58	408,43	5 141 165,93
694,25	421,1	6 058 500

Point critique

61,3 bar, 694,2 K[8]

Thermochimie

C_p

équation[7] : $C_{P}=(101720)+(317.61)\times T$
Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 314,06 à 425 K.
Valeurs calculées :

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
314,06	40,91	201 470	2 141
321	47,85	203 673	2 164
325	51,85	204 943	2 178
328	54,85	205 896	2 188
332	58,85	207 167	2 201
336	62,85	208 437	2 215
339	65,85	209 390	2 225
343	69,85	210 660	2 238
347	73,85	211 931	2 252
351	77,85	213 201	2 265
354	80,85	214 154	2 275
358	84,85	215 424	2 289
362	88,85	216 695	2 302
365	91,85	217 648	2 313
369	95,85	218 918	2 326

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
373	99,85	220 189	2 340
376	102,85	221 141	2 350
380	106,85	222 412	2 363
384	110,85	223 682	2 377
388	114,85	224 953	2 390
391	117,85	225 906	2 400
395	121,85	227 176	2 414
399	125,85	228 446	2 427
402	128,85	229 399	2 437
406	132,85	230 670	2 451
410	136,85	231 940	2 464
413	139,85	232 893	2 475
417	143,85	234 163	2 488
421	147,85	235 434	2 502
425	151,85	236 700	2 515

P=f(T)

équation[9] : $C_{P}=(4.408)+(3.6338E-1)\times T+(-6.0417E-5)\times T^{2}+(-1.2794E-7)\times T^{3}+(5.5287E-11)\times T^{4}$
Capacité thermique du gaz en J·mol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 100 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
104,425 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
100	−173,15	40 019	425
193	−80,15	71 447	759
240	−33,15	86 554	920
286	12,85	100 770	1 071
333	59,85	114 669	1 218
380	106,85	127 901	1 359
426	152,85	140 174	1 489
473	199,85	151 998	1 615
520	246,85	163 082	1 733
566	292,85	173 202	1 840
613	339,85	182 793	1 942
660	386,85	191 629	2 036
706	432,85	199 554	2 120
753	479,85	206 926	2 199
800	526,85	213 585	2 269

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
846	572,85	219 440	2 332
893	619,85	224 776	2 388
940	666,85	229 501	2 439
986	712,85	233 577	2 482
1 033	759,85	237 235	2 521
1 080	806,85	240 438	2 555
1 126	852,85	243 196	2 584
1 173	899,85	245 701	2 611
1 220	946,85	247 967	2 635
1 266	992,85	250 034	2 657
1 313	1 039,85	252 084	2 679
1 360	1 086,85	254 168	2 701
1 406	1 132,85	256 340	2 724
1 453	1 179,85	258 805	2 750
1 500	1 226,85	261 633	2 780

PCS

3 053,5 kJ·mol^-1 (25 °C, solide)[10]

Cristallographie

Classe cristalline ou groupe d’espace

P112₁[11]

Paramètres de maille

a = 6,050 Å

b = 8,925 Å
c = 14,594 Å
α = 90,00°
β = 90,00°
γ = 90,36°
Z = 6[11]

Volume

788,01 Å³[11]

Propriétés optiques

Indice de réfraction

{\textit {n}}_{D}^{25}

1,5427[4]

Précautions

SGH[12]

Danger

H301, H311, H314, H331, H341 et H373

SIMDUT[13]

D1A, E,

NFPA 704

Symbole NFPA 704

Transport[14]

60
1671

60
2312

60
2821

Classification du CIRC

Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[15]

Écotoxicologie

LogP

1,46[1]

Seuil de l’odorat

bas : 0,004 5 ppm
haut : 1 ppm[16]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Représentations

Modèle compact
Modèle boules et bâtonnets

Histoire

Il est découvert à l'état impur par Johann Rudolf Glauber en 1650, à partir de la distillation du goudron de houille. Glauber le décrit comme « une huile vive et rouge de sang qui assèche et guérit tous les ulcères humides ».

En 1834, Friedrich Ferdinand Runge parvient à l'isoler et le nomme alors acide carbolique.

En 1836, Auguste Laurent invente le terme « phène » pour benzène[17] ; ceci est la racine des termes « phénol » et « phényl ».

En 1841, le chimiste français Auguste Laurent l'obtient dans une forme pure[18].

De 1865 aux années 1880, le phénol est utilisé comme antiseptique sous l'impulsion de Joseph Lister, permettant de réduire le taux de mortalité lors des opérations chirurgicales de 65 % à 20 %.

Le phénol est synthétisé et manufacturé, en 1889, par la firme BASF.

Énol

Le phénol est aussi un énol (dérivé alcoolique possédant une fonction alcène). Il est la forme tautomère de la cyclohexa-2,4-diènone. Mais contrairement à la majorité des énols, il est la forme la plus stable comparé à sa cétone tautomère, stabilité due en majorité à la présence d'un cycle aromatique non présent dans la cétone correspondante.

Propriétés physiques

Phénol

Le phénol a une constante molale cryoscopique de 6,84 °C∙kg/mol et une constante molale ébullioscopique de 3,54 °C∙kg/mol.

De couleur blanche à l'état pur, il a tendance à s'oxyder légèrement au contact de l'air pour donner des traces de quinones qui le colorent en rose, puis en rouge.

Production

En 2005, le phénol a été produit à hauteur de 8,8 millions de tonnes dans le monde, dont environ 26 % aux États-Unis et 2 % en France. Le principal producteur est Ineos Phenol[19] (Royaume-Uni) avec une capacité de production de 1,6 million de tonnes[20].

Le phénol est produit aujourd'hui à plus de 85 % par le procédé au cumène. Ce procédé, mis au point en 1944 par Hock[21] et Lang[22], est utilisé depuis les années 1950[20]. Son avantage réside dans la simplicité de sa mise en œuvre, son bon rendement (90 %) et le fait d'obtenir phénol et acétone à partir du cumène, disponible en grande quantité par pétrochimie. Il consiste en une oxydation du cumène par l'air fournissant l'hydroperoxyde de cumène en tant qu'intermédiaire qui, en milieu aqueux acide, donne du phénol et de l'acétone.

Utilisation

Les deux tiers de la production de phénol sont utilisés pour produire des plastiques (polycarbonates, résines époxyde).
Intermédiaire important pour de nombreuses synthèses de produits pharmaceutiques. Voir Phénol (groupe).
En parfumerie : thymol, estragol, eugénol, vanilline, etc.
En médecine, il est surtout utilisé comme antiseptique puissant. Il est aussi utilisé en dermatologie dans le traitement des ongles incarnés (phénolisation)[23].
En biologie moléculaire, le phénol est utilisé pour éliminer les protéines dans les protocoles d'extraction d'acides nucléiques.
Préparation de la phénolphtaléine, un indicateur pH-métrique bien connu des chimistes.
Par action du chlore gazeux sur le phénol, on obtient des chlorophénols, tels le 2,4,6-trichlorophénol.
Utilisé en entomologie pour la conservation des planches d'insectes contre les moisissures.
En alimentation, pour la conservation de la viande.
Le phénol est utilisé pour la production de papier.
En combinaison avec l'acide sulfurique concentré, il est utilisé comme méthode de coloration des glucides pour leur dosage par spectrophotométrie[24] - [25].

Sécurité

Le phénol est fortement corrosif pour les organismes vivants. Une solution aqueuse à 1 % suffit à provoquer des irritations sévères.

Les brûlures au phénol sont très douloureuses et longues à guérir. De plus, elles peuvent être suivies de complications graves pouvant mener à la mort par la toxicité de ce composé et sa capacité à pénétrer dans l’organisme en traversant la peau.

Ces propriétés font du phénol un agent de mutilations génitales féminines. En effet, le D^r Kellogg préconisait la brûlure au phénol du clitoris comme « remède » contre la masturbation[26].

Durant la Seconde Guerre mondiale, des prisonniers d'Auschwitz et d'autres camps ont été exécutés par une piqûre de phénol dans le cœur. Maximilien Kolbe a été tué par une injection de phénol dans le bras après quatorze jours de détention sans nourriture. Le médecin SS Karl Babor officiant dans le camp de Gross-Rosen était spécialiste de l'assassinat à la seringue de phénol.

Notes et références

PHENOL, Fiches internationales de sécurité chimique
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, Boca Raton, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1 et 1-4200-6679-X), p. 9-50
(en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, Royaume-Uni, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
(en) Șerban Moldoveanu, Sample preparation in chromatography, Elsevier, 2002, 930 p. (ISBN 0-444-50394-3), p. 258
(en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill, 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 0-07-143220-5), p. 2.289
(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
« Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)
(en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams : Organic Compounds C8 to C28, vol. 2, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996, 396 p. (ISBN 0-88415-858-6)
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press, 18 juin 2002, 83^e éd., 2664 p. (ISBN 0849304830, présentation en ligne), p. 5-89
(en) « Phenol », sur www.reciprocalnet.org (consulté le 12 décembre 2009)
Numéro index 604-001-00-2 (en) dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE n^o 1272/2008 (16 décembre 2008)
« Phénol » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
Entrée « Phenol » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 25 août 2009 (JavaScript nécessaire)
IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Évaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 3 : Inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'Homme », sur http://monographs.iarc.fr, CIRC, 16 janvier 2009 (consulté le 22 août 2009)
(en) « Phenol », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)
Auguste Laurent, Sur la chlorophénise et les acides chlorophénisique et chlorophénèsique, 1836, 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.
Annales de chimie et de physique, V. Masson (Paris), 1816-1913 (lire en ligne)
(en) Site institutionnel
Données sur la production industrielle de phénol, Société chimique de France, 8^e éd., 2009
Heinrich Hock (1887-1971) est un chimiste allemand, formé à l'université technique de Munich par Karl Andreas Hofmann. Il enseigna de 1927 à 1958 à l'Institut des Charbonnages de Mülheim, puis la chimie des explosifs à l'École des Mines de Clausthal.
Shon Lang était le collègue de Heinrich Hock à Clausthal.
« Ongle incarné traitement par phénolisation de l'ongle incarné avec e-sante.fr », sur e-sante.fr (consulté le 6 mai 2016).
(en) Michel. DuBois, K. A. Gilles, J. K. Hamilton et P. A. Rebers, « Colorimetric Method for Determination of Sugars and Related Substances », Analytical Chemistry, vol. 28, n^o 3,‎ mars 1956, p. 350–356 (ISSN 0003-2700 et 1520-6882, DOI 10.1021/ac60111a017, lire en ligne, consulté le 10 novembre 2019)
S. Suzanne Nielsen, « Phenol-Sulfuric Acid Method for Total Carbohydrates », dans Food Analysis Laboratory Manual, Springer US, 2010 (ISBN 9781441914620, DOI 10.1007/978-1-4419-1463-7_6, lire en ligne), p. 47–53
(en) John Harvey Kellogg, Plain Facts for Old and Young, 1888, 644 p. (ISBN 978-0-405-05808-0)

Cet article est issu de wikipedia. Text licence: CC BY-SA 4.0, Des conditions supplémentaires peuvent s’appliquer aux fichiers multimédias.

Phénol (composé)

Représentations

Histoire

Énol

Propriétés physiques

Production

Utilisation

Sécurité

Articles connexes

Notes et références