الأوكتان هو وقود عالي الأوكتان يستخدم في محركات الاحتراق. يعمل على تحسين أداء المحرك وتقليل الخبط وزيادة خرج الطاقة. ويستخدم عادة في المركبات عالية الأداء وسيارات السباق.
| اسم الأيوباك | أوكتان |
| الصيغة الجزيئية | C8H18 |
| CAS رقم | 111-65-9 |
| المرادفات | ن-أوكتان، أوكتان عادي، أوكتان |
| إنتشي | إنشي=1S/C8H18/c1-3-5-7-8-6-4-2/h3-8H2.1-2H3 |
خصائص الأوكتان
صيغة الأوكتان
صيغة الأوكتان هي C8H18. ويتكون من ثماني ذرات كربون وثمانية عشر ذرة هيدروجين. تمثل هذه الصيغة الجزيئية ترتيب الذرات في جزيء أوكتان واحد.
الكتلة المولية للأوكتان
يتم حساب الكتلة المولية للأوكتان عن طريق إضافة الكتل الذرية لجميع الذرات في صيغته الكيميائية. تبلغ الكتلة المولية للأوكتان حوالي 114.22 جرامًا لكل مول. وهذا مهم في الحسابات المختلفة التي تتضمن كمية الأوكتان في عينة معينة.
نقطة غليان رقم الأوكتان
تبلغ درجة غليان الأوكتان حوالي 125.5 درجة مئوية (257.9 درجة فهرنهايت). هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها الأوكتان من الطور السائل إلى الطور الغازي. تتأثر نقطة غليان الأوكتان بتركيبه الجزيئي والقوى الجزيئية.
نقطة انصهار الأوكتان
الأوكتان لديه نقطة انصهار تبلغ حوالي -57 درجة مئوية (-70.6 درجة فهرنهايت). هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها الأوكتان من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. تعتمد نقطة انصهار الأوكتان على عوامل مثل التركيب الجزيئي والقوى الجزيئية.
كثافة الأوكتان جم/مل
تبلغ كثافة الأوكتان حوالي 0.703 جرام لكل مليلتر (جم / مل). الكثافة هي مقياس الكتلة لكل وحدة حجم المادة. كثافة الأوكتان أقل من كثافة الماء الذي تبلغ كثافته 1 جرام/مل مما يدل على أن الأوكتان أقل كثافة من الماء.
الوزن الجزيئي للأوكتان
يبلغ الوزن الجزيئي للأوكتان حوالي 114.22 جرامًا لكل مول. وهو مجموع الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في جزيء الأوكتان. يعد الوزن الجزيئي أمرًا بالغ الأهمية في الحسابات المختلفة، مثل تحديد كمية الأوكتان اللازمة في التفاعل.
هيكل الأوكتان
ينتمي الأوكتان إلى فئة الألكانات وله بنية خطية. وتتكون من سلسلة من ثماني ذرات كربون مرتبطة بها ذرات الهيدروجين. ترتيب الذرات في الأوكتان بحيث لا يوجد هيكل متفرع أو دوري.
ذوبان رقم الأوكتان
يعتبر الأوكتان غير قابل للذوبان في الماء. يُظهر قابلية ذوبان منخفضة في المذيبات القطبية بسبب طبيعته غير القطبية. ومع ذلك، الأوكتان قابل للذوبان بدرجة عالية في المذيبات غير القطبية، مثل الهيدروكربونات الأخرى والزيوت والمذيبات العضوية.
| مظهر | سائل عديم اللون |
| جاذبية معينة | 0.703 جم/مل |
| لون | عديم اللون |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 114.22 جرام/مول |
| كثافة | 0.703 جم/مل |
| نقطة الانصهار | -57 درجة مئوية (-70.6 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 125.5 درجة مئوية (257.9 درجة فهرنهايت) |
| نقطة فلاش | -18 درجة مئوية (0 درجة فهرنهايت) |
| الذوبان في الماء | لا يتحلل في الماء |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات غير القطبية |
| ضغط البخار | 12.9 ملم زئبق عند 20 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 3.47 (الهواء = 1) |
| pKa | ~45 |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
سلامة ومخاطر الأوكتان
يشكل Octan بعض المخاطر الأمنية التي يجب أخذها في الاعتبار. وهو شديد الاشتعال ويمكن أن يشتعل بسهولة، مما يشكل خطر الحريق. يمكن أن تشكل أبخرة الأوكتان مخاليط متفجرة مع الهواء، مما يزيد من خطر الحرائق والانفجارات. ومن المهم التعامل مع الأوكتان بحذر، مع ضمان التهوية الكافية وتجنب مصادر الاشتعال. قد يسبب ملامسة الأوكتان للجلد تهيجًا وجفافًا. قد يسبب تناول الأوكتان أو استنشاقه مخاطر صحية بما في ذلك تهيج الجهاز التنفسي وتأثيرات على الجهاز العصبي المركزي. من الضروري اتباع احتياطات السلامة، واستخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة، وإبعاد الأوكتان عن المواد غير المتوافقة.
| رموز الخطر | قابل للاشتعال (F)، مهيج (Xi) |
| وصف الأمان | يُحفظ بعيدًا عن الحرارة/الشرر/اللهب المكشوف. استخدام في منطقة جيدة التهوية. تجنب ملامسة الجلد والعينين. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | الأمم المتحدة 1262 |
| رمز النظام المنسق | 2901.10.10 |
| فئة الخطر | 3- السوائل القابلة للاشتعال |
| مجموعة التعبئة | ثالثا |
| تسمم | ضعيف |
طرق تصنيع الأوكتان
يمكن لطرق مختلفة تصنيع الأوكتان. إحدى الطرق الشائعة هي الإصلاح التحفيزي للأجزاء البترولية مثل النافتا. تقوم هذه العملية بتسخين النفتا وتمريرها فوق محفز، عادة ما يكون من البلاتين أو الرينيوم، مما يعزز إعادة ترتيب جزيئات الهيدروكربون. ينتج عن إعادة الترتيب هذه مركبات ذات رقم أوكتان أعلى، ولا سيما الأوكتان.
هناك طريقة أخرى وهي ألكلة الأيزوبيوتان مع البيوتين. حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروفلوريك ، الذي يعمل كمحفزات حمضية، يسهل تفاعل الأيزوبيوتان، وهو هيدروكربون متفرع، مع الهيدروكربونات غير المشبعة (البيوتين). يشكل هذا التفاعل جزيئات الأوكتان المتفرعة السلسلة.
الأيزومرة هي طريقة إضافية لإنتاج الأوكتان. إنه يحول الهيدروكربونات ذات السلسلة المستقيمة مثل الهكسان أو الهيبتان إلى أيزومرات متفرعة السلسلة. يمكن لمحفزات مختلفة، بما في ذلك الزيوليت أو محفزات البلاتين، تحفيز هذه العملية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على الأوكتان عن طريق هدرجة الهيدروكربونات العطرية مثل التولوين أو الزيلين باستخدام غاز الهيدروجين ومحفز مناسب. يحول هذا التفاعل المركبات العطرية إلى الهكسان الحلقي، والذي يمكن نزع الهيدروجين منه لإنتاج الأوكتان.
وتلعب طرق التوليف هذه دورًا مهمًا في إنتاج الأوكتان، الذي يستخدم على نطاق واسع كأحد مكونات الوقود في البنزين. وباستخدام هذه التقنيات يمكن الحصول على رقم الأوكتان بالرقم الأوكتاني المطلوب، مما يضمن الأداء الأمثل والكفاءة في محركات الاحتراق.
استخدامات الأوكتان
يجد الأوكتان استخدامات مختلفة في صناعات مختلفة بسبب خصائصه المفيدة. فيما يلي بعض التطبيقات الرئيسية للأوكتان:
- الوقود: يستخدم الأوكتان في المقام الأول كمكون للوقود في البنزين. يعمل على تحسين تصنيف الأوكتان للوقود، مما يحسن أداء المحرك ويقلل الخبط ويمنع تلف المحرك. وهذا مهم بشكل خاص في المركبات عالية الأداء وسيارات السباق.
- محركات الاحتراق: يعتبر الأوكتان عنصراً حاسماً في محركات الاحتراق الداخلي، بما في ذلك السيارات والدراجات النارية والمحركات الصغيرة. يوفر مصدر الطاقة اللازمة لتشغيل وتسيير المركبات والآلات.
- التخليق الكيميائي: يعمل الأوكتان كمقدمة لإنتاج المواد الكيميائية المختلفة. يتم استخدامه كمادة خام لتخليق المركبات الهيدروكربونية الأخرى، مثل الكحول والألدهيدات والأحماض.
- المذيبات المختبرية: يستخدم الأوكتان كمذيب غير قطبي في المختبرات. قطبيتها المنخفضة تجعلها مناسبة لإذابة المركبات غير القطبية، مما يسمح للباحثين بإجراء تجارب واستخراجات معينة.
- المرجع القياسي: لتحديد أرقام الأوكتان ومقارنة أداء أنواع الوقود المختلفة، يستخدم الباحثون والخبراء الأوكتان بشكل فعال كمرجع ومركب مرجعي. فهو يساعد على وضع معايير لجودة وكفاءة البنزين وأنواع الوقود الهيدروكربونية الأخرى.
- المعايرة: يستخدم الأوكتان في معايرة المعدات مثل كروماتوجرافات الغاز لضمان دقة ودقة القياسات. خصائصه المعروفة وسلوكه المميز تجعله معيارًا موثوقًا للمعايرة.
- البحث والتطوير: الأوكتان ضروري لأغراض البحث والتطوير في صناعات السيارات والوقود. يدرس العلماء والمهندسون بنشاط خصائص الأوكتان وخصائص الاحتراق والأثر البيئي لتحسين كفاءة استهلاك الوقود وتقليل الانبعاثات وابتكار أنواع وقود بديلة.
تعمل أوكتان بشكل فعال على تشغيل وسائل النقل، وتمكين التركيب الكيميائي، وتسهيل العمل المختبري، ودفع عجلة التقدم في صناعات السيارات والطاقة.
أسئلة:
س: ما هو المركب الذي له أعلى درجة انصهار؟
ج: Al2(CO3)3.
س: ما هو المحتوى الحراري القياسي لتكوين الأيزومر C8H18(g)؟
ج: إن المحتوى الحراري القياسي لتكوين الأيزومر C8H18(g) خاص بالأيزومر المعين وسيتطلب تحديده لتحديد قيمته.
س: ما هي كتلة 5.90 مول من C8H18 بالجرام؟
ج: كتلة 5.90 مول من C8H18 تساوي 789.26 جرامًا تقريبًا.
س: ما هي أفضل عبارة تقارن بين درجة انصهار البيوتان (C4H10) ودرجة انصهار الأوكتان (C8H18)؟
ج: الأوكتان (C8H18) لديه نقطة انصهار أعلى من البوتان (C4H10).
س: ما هو اسم C8H18؟
ج: اسم C8H18 هو الأوكتان.
س: ما هو الأوكتان؟
ج: الأوكتان هو هيدروكربون ألكاني له الصيغة الجزيئية C8H18. يستخدم عادة كعنصر قابل للاحتراق في البنزين.
س: ما هو رقم الأوكتان للبنزين؟
ج: يشير رقم الأوكتان للبنزين إلى قدرته على مقاومة الخبط أثناء الاحتراق. ويشير إلى خصائص الوقود المضادة للخبط ومدى ملاءمته للمحركات ذات الضغط العالي.
س: ما هو رقم الأوكتان والرقم السيتاني؟
ج: يقيس رقم الأوكتان خصائص البنزين المضادة للخبط، بينما يقيس رقم السيتان جودة الاشتعال لوقود الديزل.
س: ما هو الأوكتان؟
ج: إن تصنيف الأوكتان هو قيمة عددية تمثل أداء الوقود في مقاومة الخبط أثناء الاحتراق. ويشير إلى قدرة الوقود على مقاومة الضغط قبل الاشتعال.
س: ما اسم الهيدروكربون CH3(CH2)6CH3؟
ج: اسم الهيدروكربون CH3(CH2)6CH3 هو الأوكتان.