헵탄 (C7H16) : 구조, 특성 및 용도 - 화학 - 2025

헵탄 그의 화학식 C 인 유기 화합물 ₇ H ₁₆ 최고의 알려진 선형 인 9 개 개의 구조 이성체를 포함한다. 그것은 탄화수소, 특히 알칸 또는 파라핀으로, 대부분의 유기 화학 실험실에서 가르치거나 연구 할 때 발견됩니다.

다른 파라핀 계 용매와 달리 헵탄은 휘발성이 낮아 사용하기에 비교적 안전합니다. 증기를 둘러싼 열원이없고 추출기 후드 내부에서 작업하는 한. 가연성은 제쳐두고 유기 반응을위한 매개체 역할을 할만큼 충분히 불활성 인 화합물입니다.

볼 앤 스틱 모델로 표현되는 N- 헵탄 분자. 출처 : Ben Mills 및 Jynto

위 이미지는 모든 헵탄의 선형 이성질체 인 n- 헵탄의 구조를 보여줍니다. 가장 일반적이고 상업적으로 가치있는 이성질체이며 합성하기 가장 쉬운 이성질체이기 때문에 '헵탄'이라는 용어는 오로지 n- 헵탄을 지칭하는 것으로 이해되는 경향이 있습니다. 달리 명시되지 않는 한.

그러나이 액체 화합물 병에는 n- 헵탄이 포함되어 있다고 명시되어 있습니다. 그들은 추출기 후드 내부에서 드러나고 신중하게 측정해야합니다.

그것은 지방과 기름에 대한 탁월한 용매이기 때문에 식물성 에센스 또는 기타 천연 제품 추출시 자주 사용됩니다.

구조

n- 헵탄과 분자간 상호 작용

첫 번째 이미지에서 볼 수 있듯이 n- 헵탄 분자는 선형이며 탄소 원자의 화학적 혼성화로 인해 사슬은 지그재그 모양을 취합니다. 이 분자는 CC 결합이 회전하여 사슬이 다른 각도에서 약간 구부러 질 수 있다는 점에서 역동적입니다. 이것은 분자간 상호 작용에 기여합니다.

n- 헵탄은 비극성, 소수성 분자이므로 상호 작용은 런던의 분산력을 기반으로합니다. 이들은 화합물의 분자량과 접촉 면적에 따라 달라지는 것들입니다. n- 헵탄의 두 분자는 그들의 사슬이 서로 위로 "쐐기"되는 방식으로 서로 접근합니다.

이러한 상호 작용은 98ºC에서 끓는 액체에서 n- 헵탄 분자를 응집력있게 유지하기에 충분히 효과적입니다.

이성질체

헵탄의 9 가지 이성질체. 출처 : Steffen 962

처음에는 화학식 C ₇ H ₁₆ 이 총 9 개의 구조 이성질체를 나타내며, n- 헵탄이 가장 관련성이 높다고합니다 (1). 나머지 8 개 이성질체는 위 이미지에 나와 있습니다. 일부는 다른 것보다 더 많이 분기된다는 점을 한 눈에 확인하십시오. 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서부터 시작하여 다음이 있습니다.

(2) : 2- 메틸 헥산

(3) : 한 쌍의 거울상 이성질체 (a 및 b)로 구성된 3- 메틸 헥산

(4) : 2,2- 디메틸 펜탄 (네오 헵탄이라고도 함)

(5) : 2,3- 디메틸 펜탄, 다시 한 쌍의 거울상 이성질체

(6) : 2,4- 디메틸 펜탄

(7) : 3,3- 디메틸 펜탄

(8) : 3- 에틸 펜탄

(9) : 2,2,3- 트리메틸 부탄.

이들 이성질체 각각은 n- 헵탄의 독립적 인 특성과 응용을 가지고 있으며, 주로 유기 합성 분야를 위해 예약되어 있습니다.

헵탄의 특성

외모

가솔린 냄새가 나는 무색 액체.

몰 질량

100.205g / 몰

녹는 점

-90.549 ºC, 분자 결정이됩니다.

비점

98.38 ° C

증기압

20 ° C에서 52.60 atm 헥산 및 펜탄과 같은 다른 파라핀 계 용매보다 덜 휘발성 임에도 불구하고 증기압이 얼마나 높은지 주목하십시오.

밀도

0.6795g / cm ³ . 반면에 헵탄 증기는 공기보다 3.45 배 더 밀도가 높기 때문에 일부 액체가 유출되는 공간에 증기가 남아있을 것입니다.

수용성

헵탄은 소수성 화합물이기 때문에 물에 거의 녹지 않아 20ºC 온도에서 0.0003 % 농도의 용액을 생성 할 수 있습니다.

다른 용매에 대한 용해도

헵탄은 사염화탄소, 에탄올, 아세톤, 경질 석유 및 클로로포름과 혼합 될 수 있습니다.

굴절률 (

1.3855.

점도

0.389mPa · s

열용량

224.64 J / K mol

발화점

-4ºC

자연 발화 온도

223ºC

표면 장력

25ºC에서 19.66 mN / m

연소열

4817 kJ / 몰.

반동

열원 (화염)에 가까울 때 헵탄 증기는 공기 중의 산소와 발열 및 격렬하게 반응합니다.

C ₇ H ₁₆ +를 110 ₂ => 7CO ₂ + 8 H ₂ O

그러나 연소 반응 외에 헵탄은 상당히 안정적인 액체입니다. 반응성이 부족한 것은 CH 결합이 끊어지기 어렵 기 때문에 치환되기 어렵 기 때문입니다. 마찬가지로, 근처에 불이없는 한 강한 산화제에 그다지 민감하지 않습니다.

헵탄의 가장 큰 위험은 높은 휘발성과 인화성이므로 더운 장소에 흘리면 화재의 위험이 있습니다.

응용

용매 및 반응 매체

헵탄은 기름과 지방을 용해시키는 데 탁월한 용매입니다. 출처 : Pxhere.

헵탄의 소수성 특성으로 인해 유지 및 지방 용해에 탁월한 용매가됩니다. 이 측면에서 탈지제로 사용되었습니다. 그러나 가장 큰 용도는 시료의 다른 유기 화합물뿐만 아니라 지질 성분을 용해시키기 때문에 추출 용매로 사용된다는 것입니다.

예를 들어, 분쇄 커피의 모든 성분을 추출하려는 경우 물 대신 헵탄에 침연됩니다. 이 방법과 그 변형은 식물 에센스 및 기타 천연 제품을 얻은 덕분에 모든 종류의 씨앗으로 구현되었습니다.

자연적으로 무색 인 헵탄은 추출 된 오일의 색으로 변합니다. 그런 다음 마지막으로 가능한 한 순수한 양의 오일을 갖도록 회전합니다.

반면에 헵탄의 낮은 반응성은 합성을 수행하기위한 반응 매질을 고려할 때 옵션이 될 수 있습니다. 유기 화합물의 좋은 용매이기 때문에 시약이 용액에 남아 있고 반응하는 동안 서로 적절하게 상호 작용합니다.

침전제

석유 화학에서는 헵탄을 첨가하여 조 시료에서 아스 팔텐을 침전시키는 것이 일반적입니다. 이 방법을 사용하면 다양한 원유의 안정성을 연구하고 아스 팔텐 함량이 석유 산업에 전체 일련의 문제를 유발하고 침전에 얼마나 민감한지를 결정할 수 있습니다.

옥탄

헵탄은 연소시 발산되는 열량이 많기 때문에 연료로 사용되었습니다. 그러나 자동차 엔진에 관한 한 순수한 형태로 사용하면 성능이 저하됩니다. 매우 폭발적으로 연소되기 때문에 가솔린 옥탄가에서 0을 정의하는 역할을합니다.

가솔린에는 옥탄가를 알려진 값 (91, 95, 87, 89 등)까지 올리기 위해 헵탄 및 기타 탄화수소가 많이 포함되어 있습니다.

참고 문헌

1. Morrison, RT 및 Boyd, R, N. (1987). 유기 화학. 5 판. 편집 Addison-Wesley Interamericana.
2. 캐리 F. (2008). 유기 화학. (6 판). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). 유기 화학. (10 판). 와일리 플러스.
4. Wikipedia. (2020). 헵탄. 출처 : en.wikipedia.org
5. 국립 생명 공학 정보 센터. (2020). Heptane PubChem 데이터베이스. CID = 8900. 출처 : pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. 엘스 비어 BV (2020). 헵탄. ScienceDirect. 출처 : sciencedirect.com
7. Bell Chem Corp. (2018 년 9 월 7 일). 헵탄의 산업적 용도. 출처 : bellchem.com
8. 안드레아 크롭. (2020). 헵탄 : 구조, 용도 및 공식. 연구. 출처 : study.com