ХЕПТАН (Ц7Х16): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Хептан је органско једињење чија хемијска формула је Ц ₇ Х ₁₆ и обухвата девет структурних изомера, од којих је најпознатија линеарна. То је угљоводоници, тачније алкан или парафин, који се налази у већини лабораторија за органску хемију, било да предају или истражују.

За разлику од других парафинских растварача, хептан има мању испарљивост, што га чини релативно сигурнијим за употребу; све док не постоји извор топлоте који окружује испарење и радите унутар капуљаче. Ако има по страни запаљивост, то је једињење довољно инертно да служи као медиј за органске реакције.

Молекул Н-хептана представљен моделом са куглом и палицом. Извор: Бен Миллс и Јинто

Горња слика приказује структуру н-хептана, линеарног изомера свих хептана. Будући да је најчешћи и комерцијално вредан изомер, као и најлакши за синтезу, склоно је разумети да се термин 'хептана' односи искључиво на н-хептан; Уколико није другачије назначено.

Међутим, у боцама овог течног једињења је наведено да садржи н-хептан. Морају се открити унутар капуљаче и пажљиво извршити мерења.

Одличан је растварач за масти и уља, због чега се често користи током екстракције биљних есенција или других природних производа.

Структура

н-хептан и његове интермолекуларне интеракције

Као што се може видети на првој слици, молекул н-хептана је линеаран, а због хемијске хибридизације његових атома угљеника, ланац поприма цик-цак облик. Овај молекул је динамичан по томе што његове ЦЦ везе могу да се окрећу, узрокујући да се ланац савија мало под различитим угловима. Ово доприноси њиховим међумолекуларним интеракцијама.

Н-хептан је неполарни, хидрофобни молекул, и стога су његове интеракције засноване на дисперзивним силама Лондона; То су оне које зависе од молекуларне масе једињења и његове контактне површине. Два молекула н-хептана прилазе један другом на такав начин да се њихови ланци "клинају" један на другом.

Ове интеракције су довољно ефикасне да задрже кохезију молекула н-хептана у течности која врела на 98 ° Ц.

Изомери

Девет изомера хептана. Извор: Стеффен 962

Испрва је речено да је формула Ц ₇ Х ₁₆ представља укупно девет структурних изомера, н-хептан авлаусијса најрелевантније (1). Осталих осам изомера приказано је на горњој слици. Имајте на уму да су неки разгранатији од других. Лево надесно, почевши од врха, имамо:

(2): 2-метилхексан

(3): 3-метилхексан, који се састоји од пара енантиомера (а и б)

(4): 2,2-диметилпентан, такође познат као неохептан

(5): 2,3-диметилпентан, поново са паром енантиомера

(6): 2,4-диметилпентан

(7): 3,3-диметилпентан

(8): 3-етилпентан

(9): 2,2,3-триметилбутан.

Сваки од ових изомера има независна својства и примену н-хептана, резервисаног углавном за поља органске синтезе.

Својства хептана

Физичка присутност

Безбојна течност са мирисом бензина.

Моларна маса

100.205 г / мол

Тачка топљења

-90.549 ° Ц, постајући молекулски кристал.

Тачка кључања

98,38 ° Ц.

Притисак паре

52,60 атм на 20 ° Ц. Имајте на уму колико је висок притисак паре, упркос томе што је мање испарљив од осталих парафинских растварача, попут хексана и пентана.

Густина

0,6795 г / цм ³ . С друге стране, паре хептана су 3,45 пута гушће од ваздуха, што значи да ће његове паре задржати у просторима у којима се изливају неке течности.

Растворљивост у води

Пошто је хептан хидрофобно једињење, он се једва раствара у води да би се добио раствор концентрације 0,0003% на температури 20 ° Ц.

Растворљивост у другим растварачима

Хептан се може помешати са тетрахлоридом угљеника, етанолом, ацетоном, лаким петролејом и хлороформом.

Индекс преламања (

1.3855.

Вискозност

0.389 мПа с

Топлотни капацитет

224.64 Ј / К мол

тачка паљења

-4 ° Ц

температура самопаљења

223 ° Ц

Површински напон

19,66 мН / м на 25 ° Ц

Топлина сагоревања

4817 кЈ / мол.

Реактивност

Паре хептана када су близу извора топлоте (пламен), егзотермично и снажно реагују са кисеоником у ваздуху:

Ц ₇ Х ₁₆ + 11о ₂ => 7ЦО ₂ + 8Х ₂ О

Међутим, изван реакције сагоревања, хептан је прилично стабилна течност. Његов недостатак реактивности је због чињенице да је његове ЦХ везе тешко пробити, па није подложан супституцији. Исто тако, није веома осетљив на јака оксидациона средства, све док у близини нема пожара.

Највећа опасност хептана је његова велика испарљивост и запаљивост, тако да постоји опасност од пожара ако се излије на врућим местима.

Апликације

Растварач и реакциони медијум

Хептан је одличан растварач за растварање уља и масти. Извор: Пкхере.

Хидрофобни карактер хептана га чини одличним растварачем за растварање уља и масти. У овом аспекту је коришћен као одмашивач. Међутим, његова највећа примјена лежи у употреби као екстрахирајуће раствараче, јер раствара липидне компоненте, као и остала органска једињења у узорку.

На пример, ако бисте желели да извучете све компоненте млевене кафе, мацерирао би се у хептану уместо у води. Ова метода и њене варијације примењене су са свим врстама семенки, захваљујући којима су добијене биљне есенције и други природни производи.

Хептан, који је природно безбојан, претвориће се у боју екстракованог уља. Затим се ротира да би се коначно добио запремина уља која је што чистија.

С друге стране, ниска реактивност хептана такође омогућава да он буде опција када се разматра реакциони медијум за спровођење синтезе. Будући да је добро растварач за органска једињења, осигурава да реагенси остану у раствору и правилно међусобно делују током реакције.

Средство за таложење

У нафтној хемији је уобичајена пракса таложења асфалтена из сировог узорка додавањем хептана. Ова метода омогућава проучавање стабилности различитих сирових уља и утврђивање колико је њихов садржај асфалтена талог и изазива читав низ проблема у нафтној индустрији.

Октане

Хептан је кориштен као гориво због велике количине топлоте коју одаје када сагорева. Међутим, што се мотора аутомобила тиче, било би штетно за њихове перформансе ако се користе у чистом облику. Пошто гори врло експлозивно, служи за дефинисање 0 на октанској скали бензина.

Бензин садржи високи проценат хептана и других угљоводоника да би октански број довео до познатих вредности (91, 95, 87, 89, итд.).

Референце

1. Моррисон, РТ и Боид, Р, Н. (1987). Органска хемија. 5тх Едитион. Уредништво Аддисон-Веслеи Интерамерицана.
2. Цареи Ф. (2008). Органска хемија. (Шесто издање). Мц Грав Хилл.
3. Грахам Соломонс ТВ, Цраиг Б. Фрихле. (2011). Органска хемија. (10. издање.) Вилеи Плус.
4. Википедиа. (2020). Хептане. Опоравак од: ен.википедиа.орг
5. Национални центар за информације о биотехнологији. (2020). Хептане ПубЦхем база података. ЦИД = 8900. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
6. Елсевиер БВ (2020). Хептани. СциенцеДирецт. Опоравак од: сциенцедирецт.цом
7. Белл Цхем Цорп. (7. септембра 2018.). Индустријска употреба хептана. Опоравак од: беллцхем.цом
8. Андреа Кропп (2020). Хептан: структура, употреба и формула. Студи. Опоравак од: студи.цом