نرمال هپتان چیست؟ خواص و کاربرد نرمال هپتان
نرمال هپتان ساختار غیر شاخه ای مولکول هپتان است. نرمال هپتان یک هیدروکربن نامحلول در آب است که از تقطیر جزئی نفت به دست می آید و با بوی بنزین و طبیعت بی رنگ مشخص می شود. فرمول مولکولی هپتان C7H16 است و ساختار شیمیایی آن را می توان به روش های مختلفی ترسیم کرد که همگی معادل یکدیگر هستند.
گاهی اوقات « n- هپتان» نوشته می شود که n مخفف نرمال است و نشان می دهد که هفت اتم کربن در یک خط مستقیم قرار گرفته اند. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با این ماده شیمیایی در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
خواص شیمیایی نرمال هپتان
- نام تجاری: هپتان
- فرمول : C7H16
- مترادف ها: آلکان C7، دی پروپیل متان، دی پروپیل متان، ESSO هپتان، هپتیل هیدرید، هگزیل متان
- حالت فیزیکی: مایع بی رنگ با بویی شبیه بنزین.
- وزن مولکولی: ۱۰۰.۲
- نقطه جوش: ۲۰۹ درجه فارنهایت
- نقطه انجماد:-۱۳۱ درجه فارنهایت
- انحلال پذیری:۰.۰۰۰۳٪
- فشار بخار: ۴۰ میلی متر جیوه
- وزن مخصوص۰.۶۸
- نقطه جوش: ۲۵ درجه فارنهایت
هپتان چیست
هپتان نام هیدروکربن اشباع با زنجیره مستقیم و حاوی ۷ اتم کربن و ۱۶ اتم هیدروژن است. در این ترکیب ۷ اتم کربن در یک زنجیره بلند و بدون شاخه به هم متصل شده اند. گفته می شود که کاملاً اشباع است زیرا حاوی پیوند دوگانه بین کربن نیست. هیدروژن ها به گونه ای به هم متصل می شوند که هر کربن ۴ پیوند با اتم های دیگر ایجاد می کند.
هپتان به طور طبیعی در نه شکل ایزومر وجود دارد که شامل دو انانتیومر است. این ترکیب یک مایع قابل اشتعال است که در دمای اتاق بخار می شود و نقطه اشتعال آن ۴- درجه سانتی گراد (۲۴ درجه فارنهایت) است، بنابراین نقطه جوش پایینی دارد.
این ترکیب به صورت سیکلوپارافین و پارافین در محدوده C6-C10 وجود دارد. حاوی سطوح غیرقابل تشخیص پلیمر معطر چند حلقه ای، محتوای تام آروماتیک و بنزن بسیار کم است. هپتان نرمال توانایی جذب بسیاری از مواد آلی را دارد بنابراین به عنوان حلال رقیق کننده استفاده می شود. خلوص هپتان به فرآیند پلیمریزاسیون بستگی دارد.
هنگامی که پلیمر بدون انشعاب باشد به صورت n-هپتان نوشته می شود بنابراین ساختاری با زنجیره مستقیم را به تصویر می کشد. وجود هپتان در رنگ ها و پوشش ها باعث مصرف اکسیژن در میکروارگانیسم ها می شود و خوردگی را تسریع می کند.
تفاوت بین هپتان و نرمال هپتان چیست
همانطور که گفته شد فرمول شیمیایی هپتان C7H16 است. این ترکیب عمدتا به عنوان یک حلال غیر قطبی مفید است. هپتان می تواند بسیاری از ترکیبات آلی را حل کند و به عنوان یک حلال استخراج کننده عمل می کند.
تفاوت اصلی بین هپتان و نرمال هپتان در این است که هپتان یک ترکیب آلی است که دارای هفت اتم کربن است که در ساختارهای شاخه ای یا غیر شاخه ای مرتب شده اند، در حالی که نرمال هپتان ساختار غیر شاخه ای دارد. علاوه بر این، خواص هپتان بسته به ساختار شیمیایی می تواند متفاوت باشد، در حالی که نرمال هپتان یک مایع غیر قطبی و بی رنگ است که بوی نفت می دهد.
کاربرد نرمال هپتان
مانند همه آلکان ها (پارافین ها، هیدروکربن های اشباع)، نرمال هپتان حلال بسیار خوبی برای مواد غیر قطبی، چربی ها و روغن ها است. به خصوص در صنعت داروسازی از آن به عنوان یک حلال بی اثر، برای خالص سازی، تبلور مجدد و شستشوی مواد فعال دارویی (API) استفاده می شود.
برخی از لاستیک های مصنوعی مانند پلی بوتادین به صورت محلول تولید می شوند. از آنجایی که نرمال هپتان از نظر شیمیایی بی اثر است (به اصطلاح عملکرد یا گروه عاملی ندارد) یک حلال ایده آل برای این واکنش حساس است.
گریس‌ها یا روغن‌های سنگین را می‌توان با پارافین هایی مانند نرمال هپتان رقیق کرد تا کاربرد آنها راحت شود. همچنین به عنوان یک جزء در رنگ ها، لاک ها و چسب ها استفاده می شود.
نرمال هپتان دارای عدد اکتان ۰ است که در سطح بین المللی تعریف شده است. این مسئله باعث می شود نرمال هپتان با خلوص بالا (حداقل ۹۹.۷۵٪) به عنوان سوخت مرجع برای تعیین عدد اکتان بنزین در یک موتور مورد استفاده قرار گیرد.
کاربرد هپتان
هپتان مایع به دلیل خواص شیمیایی ایده آل، همواره در میان مفیدترین مواد شیمیایی صنعتی قرار می گیرد. در میان بسیاری از کاربردهای دیگر، هپتان برای تولید مواد بیهوشی ، سیمان ، ترکیبات موجود در جوهرها، معرف های آزمایشگاهی، سنتز آلی و حلال ها استفاده می شود. علاوه بر مصارف صنعتی هپتان به عنوان حلال در آزمایشگاه های علمی نیز کاربرد فراوانی دارد.
نحوه استفاده از نرمال هپتان
هپتان خالص دو کاربرد اصلی دارد. اولین استفاده به عنوان نقطه صفر استاندارد برای مقیاس رتبه بندی اکتان است. اکتان یک معیار برای تعیین کیفیت بنزین است. به عنوان یک راننده، ممکن است متوجه شده باشید که سوخت اکتان بالاتر گران تر است زیرا برای موتور شما بهتر است. شما می توانید به درستی نتیجه گیری کنید که سوخت با اکتان صفر برای خودروی شما وحشتناک خواهد بود.
در واقع، هپتان خالص با درجه اکتان صفر یک انتخاب وحشتناک است. دلیل آن این است که هپتان بسیار انفجاری می سوزد. اگرچه هپتان برای سوخت خودروها مطلوب نیست اما بنزین واقعی یک مخلوط پیچیده است که حاوی مقداری هپتان است.
دومین کاربرد هپتان خالص به عنوان حلال آزمایشگاهی است. یک حلال خوب باید بتواند معرف ها (مواد تشکیل دهنده) واکنش شیمیایی را حل کند، اما در واکنش دخالتی نداشته باشد. هپتان این کار را به خوبی انجام می دهد زیرا واکنش پذیری آن با مولکول های دیگر تقریبا صفر است و بسیاری از مولکول های آلی که در آب حل نمی شوند در هپتان حل می شوند.
ایمنی و خطرات نرمال هپتان
نرمال هپتان به عنوان سوخت در غلظت های بالا منجر به ضربه زدن موتور می شود. این ترکیب قابل اشتعال است، نقطه اشتعال پایینی دارد (-۴.۰ درجه سانتی گراد) و می تواند مخلوط های انفجاری بسیار موثر عمل کند. همچنین با عوامل اکسید کننده قوی غیر از خود اکسیژن به شدت واکنش نشان می دهد.
هپتان نرمال مرجع یک هیدروکربن پارافینی است که دارای اثر تحریک کننده مخدر است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض هپتان باعث تحریک خفیف پوست و سوء هاضمه می شود. حداکثر غلظت مجاز بخارات هپتان در هوای اماکن صنعتی (از نظر کربن) ۳۰۰ میلی گرم بر متر مکعب است.
غلظت بخارات هپتان با روش رنگ خطی با استفاده از یک آنالایزر گاز جهانی تعیین می شود. به همین دلیل تجهیزات و ارتباطات باید مهر و موم شوند و اتاق ها باید مجهز به تهویه مناسب باشند. در طول کار مربوط به استخراج هپتان نرمال، پرسنل باید هر ۱۲ ماه یکبار تحت معاینه پزشکی قرار گیرند.
ماسک گاز فیلتر درجه A، لباس مخصوص، کفش مخصوص و وسایل ایمنی به عنوان تجهیزات حفاظت فردی مطابق با استانداردهای استاندارد فعلی صنعت استفاده می شود.
هنگام احتراق هپتان معمولی باید از مواد خاموش کننده زیر استفاده شود: ماسه، فوم شیمیایی، مه آب، گاز بی اثر، پتوی آزبست، پودر و خاموش کننده های گاز.
تعداد ایزومر های هپتان
هپتان به سختی وارد هر واکنشی می شود. ایزومرهای این یک ماده آلی ۹ عدد است (و اگر ایزومرهای نوری را هم بشماریم، ۱۱ ایزومر قابل تشخیص است). همه آنها فرمول تجربی یکسانی دارند اما در ساختار و خواص فیزیکی متفاوت هستند. رسم ایزومرهای هپتان به روش های مختلف امکان پذیر است.
همه ایزومرها مایعاتی قابل اشتعال شفاف بی رنگ با بوی تند هستند. نقطه جوش آنها از ۷۹.۲۰ درجه سانتی گراد (۲.۲-دی متیل پنتان) تا ۹۸.۴۳ درجه سانتی گراد (n-هپتان) متغیر است. چگالی آنها از ۰.۶۷۲۷ گرم در سانتی متر مکعب (۲،۴-دی متیل پنتان) تا ۰.۶۹۸۲ گرم در سانتی متر مکعب (۳-اتیل پنتان) متغیر است.
ایزومر های هپتان
ایزومرهای هپتان عملا در آب نامحلول هستند، اما در بسیاری از مایعات آلی به آسانی حل می شوند. آنها غیر فعال هستند اما می توانند در واکنش هایی که منجر به تشکیل رادیکال های آزاد می شود، شرکت کنند. به عنوان مثال، در واکنش های هالوژناسیون در دماهای بالا یا تابش UV شرکت می کنند و از این طریق می توان فلوئوراسیون، کلرزنی یا بروماسیون را انجام داد. لازم به ذکر است که ید با این مواد وارد واکنش نمی شود.
مشخص است که آنها همچنین می توانند در واکنش های سولفوکلرین و اکسیداسیون کاتالیزوری شرکت کنند. آنها قادر به تجزیه هستند (برای این کار نیاز به دمای بسیار بالا، بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد، یا وجود یک کاتالیزور ویژه است که اجازه می دهد واکنش در دماهای پایین تر، در حد ۴۰۰-۵۰۰ درجه سانتی گراد انجام شود) و همچنین در اتمسفر اکسیژن با تشکیل آب و دی اکسید کربن بسوزانند. این واکنش طبق فرمول زیر انجام می شود:
۲ C7Н۱۴ + ۲۱O2 = 14CO2 + 14Н۲O
در صورت کمبود اکسیژن، واکنش می تواند منجر به تشکیل مونوکسید کربن شود، فرمول به این صورت خواهد بود:
C7Н۱۴ + ۷O2 = 7CO + 7Н۲O
یا به تشکیل کربن. در این حالت می توان آن را به صورت واکنش نوشت:
۲C7H14 + 7O2 = 14C + 14H2O
نحوه استفاده از ایزومرهای هپتان
نرمال هپتان به عنوان یک ماده خام برای تولید انواع خاصی از ترکیبات آلی مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، از آن به عنوان یک استاندارد اولیه در تعیین خاصیت انفجاری سوخت استفاده می شود، زیرا عدد اکتان آن (شاخصی که توانایی یک سوخت را مشخص می کند) برای مقاومت در برابر احتراق خود به خود در هنگام تراکم ۰ است.
یکی از ایزومرهای این ماده آلی ۲،۲،۳- Trimethylbutane برعکس عدد اکتان سوخت را افزایش می دهد بنابراین به طور گسترده ای به عنوان یک افزودنی به آن استفاده می شود.
روش نگهداری نرمال هپتان
هپتان باید در یک انبار خنک و دارای تهویه دور از آتش و حرارت نگهداری شود. دمای مخزن نباید بیش از ۳۰ درجه سانتی گراد باشد. ظرف را در بسته نگه دارید و باید دور از اکسید کننده ها نگهداری شود. از امکانات روشنایی و تهویه ضد انفجار در انباری ها استفاده کنید. استفاده از تجهیزات مکانیکی و ابزارهایی که مستعد جرقه هستند ممنوع است. محل ذخیره سازی باید مجهز به تجهیزات اضطراری نشت و مواد نگهدارنده مناسب باشد.
قیمت نرمال هپتان
قیمت هپتان بر اساس گرید و کاربرد هدف متفاوت است و شما می توانید آن را از شرکت های تولید و توزیع مواد شیمیایی به صورت حضوری یا اینترنتی خریداری نمایید.
