Heptan (C7H16) – alkan: struktur, egenskaber og anvendelser
Lær om heptan (C7H16): struktur, fysiske og kemiske egenskaber, sikkerhed og praktiske anvendelser i brændstof, opløsningsmidler og industrien.
Heptan er en organisk forbindelse med den kemiske formel C
7H
16. Det er en alkan med syv kulstofatomer. Det anvendes i brændstoffer og indgår i benzin.
Struktur og isomerer
Heptan dækker samlet for forbindelser med bruttoformlen C7H16. Den lineære (n-)heptan-molekyle er en uforgrenet alkankæde af syv kulstofatomer. For C7H16 findes i alt 9 strukturelle isomerer, herunder:
- n-heptan
- 2-methylhexan
- 3-methylhexan
- 2,2-dimethylpentan
- 2,3-dimethylpentan
- 2,4-dimethylpentan
- 3,3-dimethylpentan
- 3-ethylpentan
- 2,2,3-trimethylbutan
Fysiske og kemiske egenskaber
- Molekylvægt: ca. 100,21 g·mol−1.
- Udseende: farveløs, flygtig væske ved stuetemperatur.
- Kogepunkt (n-heptan): ca. 98,4 °C.
- Smeltepunkt (n-heptan): ca. −90,6 °C.
- Tæthed: omkring 0,68–0,69 g·cm−3 ved 20 °C.
- Damptryk: relativt højt ved stuetemperatur (omkring få kPa ved 20 °C).
- Løselighed: praktisk talt uopløselig i vand, men opløselig i organiske opløsningsmidler (nonpolære).
- Kemisk reaktivitet: som andre mættede alkaner er heptaner generelt forholdsvis inaktive, men undergår radikal substitution (halogenering), krakning og katalytiske reformeringsreaktioner.
Vigtige reaktioner
- Radikal halogenering (f.eks. chlorering) under UV-lys eller ved varme.
- Forbrænding (fuldstændig): C7H16 + 11 O2 → 7 CO2 + 8 H2O.
- Katalytisk reformering i raffinaderier, hvor lineære alkaner omdannes til aromater og forgrenede alkaner for at forbedre oktantallet.
Anvendelser
- Brændstofkomponent: indgår i benzin og andre brændstofblandinger.
- Laboratorieopløsningsmiddel: nonpolært opløsningsmiddel til ekstraktion og rengøring.
- Standard i oktantalskalering: n-heptan bruges historisk som referencepunkt for oktantallet (n-heptan = 0 i RON-skalaen).
- Industrielle processer: anvendes ved fremstilling af visse kemikalier og som prøvevæske i analytiske metoder (f.eks. gaskromatografi).
Sikkerhed og miljø
- Brandfarlighed: Meget brandfarlig væske og damp. Flashpunkt for n-heptan ligger under stuetemperatur (omkring −4 °C, afhængigt af målemetode), og damp kan danne eksplosive blandinger med luft.
- Helse: Indånding kan give hovedpine, svimmelhed og CNS-depression ved høje koncentrationer. Langvarig eller gentagen eksponering kan være skadelig. Hudkontakt kan medføre affedtning og irritation.
- Miljø: Er en flygtig organisk forbindelse (VOC) og kan bidrage til dannelse af ozon i troposfæren samt forurening af grundvand ved ukontrollerede udslip.
- Håndtering: Opbevares i tætsluttende beholdere, væk fra tændkilder. Brug passende ventilering, værnemidler (handsker, øjenbeskyttelse) og undgå indånding af dampe.
Fremstilling og kvalitet
Heptaner fremstilles primært ved fraktioneret destillation af råolie og kan også isoleres eller produceres ved katalytisk hydrogenation af alkenfraktioner. Til analytiske eller industrielle formål anvendes ofte højt renset n-heptan (typisk >99 %) for at undgå forurening med reaktive eller aromatiske forbindelser.
Opsummering
Heptan (C7H16) er en typisk mættet, nonpolar alkane med vigtige roller som komponent i brændstoffer og som opløsningsmiddel i laboratorier og industrien. På grund af sin brandfarlighed og fordampningsegenskaber kræver håndtering omhyggelige sikkerhedsforanstaltninger, og udslip skal begrænses for at reducere miljøpåvirkning.
Søge