HEPTAN (C7H16): YAPISI, ÖZELLIKLERI VE KULLANIMLARI - KIMYA

Heptan , kimyasal formülü C olan bir organik bileşik olup, ₇ H ₁₆ ve en iyi bilinen doğrusal olan dokuz yapısal izomerlerini içerir. İster öğretim ister araştırma olsun, çoğu organik kimya laboratuarında bulunan bir hidrokarbondur, özellikle bir alkan veya parafindir.

Diğer parafinik çözücülerin aksine, heptan daha düşük uçuculuğa sahiptir, bu da kullanımını nispeten daha güvenli kılar; buharınızı çevreleyen ısı kaynağı olmadığı ve davlumbaz içinde çalıştığınız sürece. Yanıcılığı bir yana, organik reaksiyonlar için bir ortam görevi görecek kadar inert bir bileşiktir.

Top ve çubuk modeli ile temsil edilen N-Heptan molekülü. Kaynak: Ben Mills ve Jynto

Üstteki resim, tüm heptanların doğrusal izomeri olan n-heptanın yapısını göstermektedir. En yaygın ve ticari olarak değerli izomer olduğu kadar sentezlenmesi de en kolay olduğu için, "heptan" teriminin yalnızca n-heptan'a atıfta bulunduğu anlaşılma eğilimindedir; aksi belirtilmedikçe.

Ancak bu sıvı bileşiğin şişelerinde n-heptan içerdiği belirtilmektedir. Bir davlumbaz içinde örtülmeli ve ölçümler dikkatlice yapılmalıdır.

Katı ve sıvı yağlar için mükemmel bir çözücüdür, bu nedenle bitki özleri veya diğer doğal ürünlerin ekstraksiyonu sırasında sıklıkla kullanılır.

yapı

n-heptan ve moleküller arası etkileşimleri

İlk görüntüde görülebileceği gibi, n-heptan molekülü doğrusaldır ve karbon atomlarının kimyasal hibridizasyonu nedeniyle zincir zikzak bir şekil alır. Bu molekül dinamiktir, çünkü CC bağları dönebilir ve zincirin farklı açılarda hafifçe bükülmesine neden olur. Bu, moleküller arası etkileşimlerine katkıda bulunur.

N-heptan polar olmayan, hidrofobik bir moleküldür ve bu nedenle etkileşimleri Londra'nın dağıtıcı kuvvetlerine dayanmaktadır; Bunlar, bileşiğin moleküler kütlesine ve temas alanına bağlı olanlardır. İki n-heptan molekülü, zincirleri üst üste "kama" olacak şekilde birbirine yaklaşır.

Bu etkileşimler, 98ºC'de kaynayan bir sıvı içinde n-heptan moleküllerini kohezif tutmaya yetecek kadar etkilidir.

İzomerler

Heptanın dokuz izomeri. Kaynak: Steffen 962

İlk başta, formül Cı söyleniyordu ₇ H ₁₆ , dokuz, yapısal izomerlerin bir toplam temsil n-heptan en uygun (1) olmak. Diğer sekiz izomer yukarıdaki resimde gösterilmektedir. Bir bakışta bazılarının diğerlerinden daha dallanmış olduğuna dikkat edin. Soldan sağa, yukarıdan başlayarak, elimizde:

(2): 2-metilheksan

(3): Bir çift enantiyomerden (a ve b) oluşan 3-metilheksan

(4): 2,2-dimetilpentan, neoheptan olarak da bilinir

(5): 2,3-dimetilpentan, yine bir çift enantiyomer ile

(6): 2,4-dimetilpentan

(7): 3,3-dimetilpentan

(8): 3-etilpentan

(9): 2,2,3-trimetilbütan.

Bu izomerlerin her biri, çoğunlukla organik sentez alanları için ayrılmış bağımsız n-heptan özelliklerine ve uygulamalarına sahiptir.

Heptanın özellikleri

Fiziksel görünüş

Benzine benzer bir kokuya sahip renksiz sıvı.

Molar kütle

100.205 g / mol

Erime noktası

-90.549 ºC, moleküler kristal haline geliyor.

Kaynama noktası

98,38 ° C

Buhar basıncı

20 ° C'de 52,60 atm Hekzan ve pentan gibi diğer parafinik çözücülerden daha az uçucu olmasına rağmen buhar basıncının ne kadar yüksek olduğuna dikkat edin.

Yoğunluk

0.6795 g / cm ³ . Öte yandan, heptan buharları havadan 3.45 kat daha yoğundur, bu da buharlarının sıvılarının bir kısmının döküldüğü boşluklarda kalacağı anlamına gelir.

Su çözünürlüğü

Heptan hidrofobik bir bileşik olduğu için, 20ºC sıcaklıkta% 0.0003 konsantrasyona sahip bir çözelti oluşturmak için suda zar zor çözünebilir.

Diğer çözücülerdeki çözünürlük

Heptan, karbon tetraklorür, etanol, aseton, hafif petrol ve kloroform ile karışabilir.

Kırılma indisi (

1,3855.

viskozite

0,389 mPa sn

Isı kapasitesi

224.64 J / K mol

ateşleme noktası

-4ºC

Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı

223ºC

Yüzey gerilimi

25ºC'de 19.66 mN / m

Yanma ısısı

4817 kJ / mol.

Reaktivite

Bir ısı kaynağına (bir alev) yakın olduğunda heptan buharları, havadaki oksijen ile ekzotermik ve şiddetli bir şekilde reaksiyona girer:

Cı- ₇ , H ₁₆ + 11o ₂ => 7CO ₂ + 8H ₂ O

Bununla birlikte, yanma reaksiyonunun dışında, heptan oldukça kararlı bir sıvıdır. Reaktivite eksikliği, CH bağlarının kırılmasının zor olmasından kaynaklanmaktadır, bu nedenle ikame etmeye duyarlı değildir. Aynı şekilde, yakınlarda yangın olmadığı sürece güçlü oksitleyici maddelere karşı çok hassas değildir.

Heptanın en büyük tehlikesi yüksek uçuculuğu ve yanıcılığıdır, bu nedenle sıcak yerlere dökülmesi halinde yangın riski vardır.

Uygulamalar

Çözücü ve reaksiyon ortamı

Heptan, sıvı ve katı yağları çözmek için mükemmel bir çözücüdür. Kaynak: Pxhere.

Heptanın hidrofobik karakteri, onu sıvı ve katı yağları çözmek için mükemmel bir çözücü yapar. Bu yönüyle yağ giderici olarak kullanılmıştır. Bununla birlikte, ana uygulaması, lipid bileşenlerini ve bir numunenin diğer organik bileşiklerini çözdüğü için bir ekstraksiyon çözücüsü olarak kullanılmasında yatmaktadır.

Örneğin, öğütülmüş kahvenin tüm bileşenlerini çıkarmak isterseniz, su yerine heptan içinde yumuşatılır. Bu yöntem ve çeşitleri, bitki özleri ve diğer doğal ürünler elde edilen her türlü tohumla uygulanmıştır.

Doğal olarak renksiz olan heptan, çıkarılan yağın rengine renk verecektir. Ardından, en sonunda mümkün olduğu kadar saf bir yağ hacmine sahip olacak şekilde döndürülür.

Öte yandan, heptanın düşük reaktivitesi, bir sentez gerçekleştirmek için bir reaksiyon ortamı düşünüldüğünde bunun bir seçenek olmasına izin verir. Organik bileşikler için iyi bir çözücü olarak, reaksiyona girerken reaktiflerin çözelti içinde kalmasını ve birbirleriyle doğru şekilde etkileşime girmesini sağlar.

Çökeltici ajan

Petrol kimyasında, heptan ekleyerek ham bir numuneden asfaltenleri çökeltmek yaygın bir uygulamadır. Bu yöntem, farklı ham petrollerin stabilitesinin incelenmesine ve bunların asfalten içeriğinin petrol endüstrisi için bir dizi soruna neden olan çökelmeye ne kadar duyarlı olduğunun belirlenmesine izin verir.

Oktan

Heptan, yandığında açığa çıkardığı büyük miktarda ısı nedeniyle yakıt olarak kullanılmıştır. Bununla birlikte, otomobil motorları söz konusu olduğunda, saf biçimde kullanılmaları performansları için zararlı olacaktır. Çok patlayıcı bir şekilde yandığı için benzin oktan ölçeğinde 0 tanımlamaya yarar.

Benzin, oktan sayısını bilinen değerlere (91, 95, 87, 89, vb.) Getirmek için yüksek oranda heptan ve diğer hidrokarbonlar içerir.

Referanslar

Morrison, RT ve Boyd, R, N. (1987). Organik Kimya. 5. Baskı. Editör Addison-Wesley Interamericana.
Carey F. (2008). Organik Kimya. (Altıncı baskı). Mc Graw Hill.
Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organik Kimya. (10. baskı.). Wiley Plus.
Vikipedi. (2020 yılında). Heptan. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2020 yılında). Heptane PubChem Veritabanı. CID = 8900. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Elsevier BV (2020). Heptans. ScienceDirect. Kurtarıldı: sciencedirect.com
Bell Chem Corp. (7 Eylül 2018). Heptan'ın Endüstriyel Kullanımları. Bellchem.com'dan kurtarıldı
Andrea Kropp. (2020 yılında). Heptan: Yapı, Kullanımlar ve Formül. Ders çalışma. Study.com'dan kurtarıldı

HEPTAN (C7H16): YAPISI, ÖZELLIKLERI VE KULLANIMLARI - KIMYA - 2025