Heptano (C7H16) struktur, egenskaper og bruk

Han Heptano Det er en organisk forbindelse hvis kjemiske formel er c₇H₁₆ og består av ni strukturelle isomerer, hvorav den mest kjente er den lineære. Det er et hydrokarbon, spesielt en alkan eller parafin, som er i de fleste organiske kjemilaboratorier, enten det er undervisning eller forskning.

I motsetning til andre parafiniske løsningsmidler, har Heptano en lavere volatilitet, noe som gjør sin relativt tryggere bruk; Hver gang det ikke er noen varmekilde som omgir damper, og det arbeides inne i en avtrekksklokke. Å legge sin brennbarhet til side, det er en tilstrekkelig inert forbindelse til å tjene som et middel til organiske reaksjoner.

N-heptano molekyl representert med en modell av sfærer og barer. Kilde: Ben Mills og Jynto [Public Domain]

I det øvre bildet har du strukturen til n-Heptano, den lineære isomeren av alle heptans. Fordi det er den vanligste isomeren og av større kommersiell verdi, så vel som den enkleste å syntetisere, har det en tendens til å være på slutten at begrepet 'heptano' utelukkende refererer til n-Heptano; med mindre annet er angitt.

Imidlertid, i flaskene til denne flytende forbindelsen, er det spesifisert at den inneholder n-Heptano. De må avdekke inne i en avtrekksklokke og utføre målingene nøye.

Det er et utmerket løsningsmiddel for fett og oljer, så det brukes ofte under planteessenser eller andre naturlige produkter.

[TOC]

Struktur

n-heptan og dens intermolekylære interaksjoner

Som det kan sees i det første bildet, molekylet til n-Heptano er lineær, og på grunn av den kjemiske hybridiseringen av karbonatomer, vedtar kjeden en Zigzagueada -form. Dette molekylet er dynamisk, fordi C-C-bindingene kan rotere, noe som gjør at kjeden brettes litt i forskjellige vinkler. Dette bidrar til dets intermolekylære interaksjoner.

Det kan tjene deg: pi link

Han n-Heptano er et apolar, hydrofobt molekyl, og derfor er interaksjonene basert på de spredende kreftene i London; Dette er de som er avhengige av molekylmassen til forbindelsen og dets kontaktområde. To molekyler av n-Heptan.

Disse interaksjonene er effektive nok til å opprettholde molekylene til n-heptano sammenhengende i en væske som koker ved 98 ºC.

Isomerer

De ni isomerer av Heptan. Kilde: Steffen 962 [Public Domain]

Først ble det sagt at formel C₇H₁₆ representerte totalt ni strukturelle isomerer, og var den n-heptan den mest relevante (1). De andre åtte isomerer vises i det øvre bildet. Legg merke til med det blotte øye at noen er mer forgrenede enn andre. Fra venstre mot høyre, fra ovenfra, har vi:

(2): 2-metylhexan

(3): 3-metylhexan, som består av et par enantiomerer (A og B)

(4): 2,2-dimetylpentano, også kjent som neoheptano

(5): 2,3-dimetylpentano, igjen med et par enantiomerer

(6): 2,4-dimetylpentano

(7): 3,3-dimetylpentano

(8): 3-etylpentan

(9): 2,2,3-trimetylbutan.

Hver av disse isomerer har uavhengige egenskaper og anvendelser av n-Heptano, reservert mer enn noe annet for organiske synteseområder.

Hepthane -egenskaper

Fysisk utseende

Fargeløs væske med en lukt som ligner på bensin.

Molmasse

100.205 g/mol

Smeltepunkt

-90.549 ºC, og blir en molekylær krystall.

Kokepunkt

98,38 ºC.

Damptrykk

52,60 atm på 20 ºC. Legg merke til hvor høyt damptrykket ditt er, til tross for at du er mindre ustabil enn andre parafiniske løsningsmidler, for eksempel heksano og pentan.

Tetthet

0,6795 g/cm³. På den annen side er Heptano -damper 3,45 ganger tette enn luft, noe som betyr at vaporene deres vil vare i mellomrommene der et lite søl av væsken.

Kan tjene deg: maursyre (HCOOH)

Vannløselighet

Heptanen for å være en hydrofob forbindelse kan knapt oppløses i vannet for å forårsake en løsning med en konsentrasjon på 0,0003% ved en temperatur på 20 ºC.

Løselighet i andre løsningsmidler

Hipthane er blandbar med karbontetraklorid, etanol, aceton, oljeeter og kloroform.

Brytningsindeks (n_D)

1.3855.

Goo

0,389 MPa · s

Varmekapasitet

224,64 J/K · mol

tenningspunkt

-4 ºC

Selvordemperatur

223 ºC

Overflatespenning

19,66 mn/m a 25 ºC

Forbrenningsvarme

4817 kJ/mol.

Reaktivitet

Hipthan -damper når de er nær en varmekilde (en flamme), reagerer eksotermisk og kraftig med oksygenet i luften:

C₇H₁₆ + 11o₂ => 7co₂ + 8H₂ENTEN

Utenfor forbrenningsreaksjonen er heptan imidlertid en ganske stabil væske. Mangelen på reaktivitet skyldes det faktum at C-H-koblingene deres er vanskelige å bryte, så det er ikke utsatt for substitusjoner. Det er heller ikke veldig følsomt for sterke oksidasjonsmidler, forutsatt at det ikke er brann i nærheten.

Den største faren for Heptano er representert av dens høye volatilitet og brennbarhet, så det er brannrisiko hvis den blir sølt på varme steder.

applikasjoner

Løsningsmiddel og en halv reaksjon

Hepthane er et utmerket løsningsmiddel for å oppløse oljer og fett. Kilde: Pxhere.

Den hydrofobe karakteren til Heptano er et utmerket løsningsmiddel for å oppløse oljer og fett. I dette aspektet har det blitt brukt som en avfetting. Imidlertid ligger den største anvendelsen i å bli brukt som et avtrekksoppløsningsmiddel, siden den løser opp lipidkomponentene, så vel som de andre organiske forbindelsene i en prøve.

For eksempel, hvis du ønsker å trekke ut alle komponentene i malt kaffe, ville den bli masert i heptan i stedet for vann. Denne metoden og dens variasjoner er implementert med alle typer frø, takket være hvilke planteessenser og andre naturlige produkter som er oppnådd.

Det kan tjene deg: Unitary Cell: Egenskaper, røde konstanter og typer

Heptanen, som er naturlig fargeløs, vil bli farget fra fargen på den ekstraherte oljen. Deretter roteres dette for endelig å ha et volum av oljen så rent som mulig.

På den annen side lar den lille reaktiviteten til heptanen også være et alternativ når du vurderer et reaksjonsmiddel for å utføre en syntese. Å være et godt løsningsmiddel av organiske forbindelser, garanterer det at reagensene forblir i løsning og samhandler med hverandre når de reagerer.

Utfellende middel

I oljekjemi er det en vanlig praksis å utfelle asfalt av en rå prøve ved å tilsette heptano. Denne metoden gjør det mulig å studere stabiliteten til forskjellige rå og bestemme hvor mottakelig asfalteninnholdet er å presipitere og bære en hel rekke problemer for oljeindustrien.

Octane

Heptan har blitt brukt som drivstoff på grunn av den store mengden varme den tilbyr når den brenner. Imidlertid, med hensyn til bilmotorer, ville det være skadelig for driften hvis det ville bli brukt rent. Fordi det brenner veldig eksplosivt, tjener det til å definere 0 på oktanskalaen til bensin.

Bensin inneholder en høy prosentandel av heptano og andre hydrokarboner for å nivå oktan til kjente verdier (91, 95, 87, 89, etc.).

Referanser

1. Morrison, r. T. og Boyd, r, n. (1987). Organisk kjemi. 5. utgave. Redaksjonell Addison-Wesley Inter-American.
2. Carey f. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons t.W., Craig f. Yngel. (2011). Organisk kjemi. (10. utgave.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Heptan. Hentet fra: i.Wikipedia.org
5. Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon. (2020). Heptane Pubchem -database. CID = 8900. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
6. Elsevier f.V. (2020). Heptans. Scientedirect. Hentet fra: Scientedirect.com
7. Bell Chem Corp. (7. september 2018). Industriell bruk av heptan. Gjenopprettet fra: Bellchem.com
8. Andrea Kropp. (2020). Heptan: struktur, bruk og formel. Studere. Gjenopprettet fra: Studie.com