ديكان (C10H22) هو مركب هيدروكربوني يحتوي على عشر ذرات كربون مرتبة في سلسلة مستقيمة. ويشيع استخدامه كمذيب في مختلف التطبيقات الصناعية، مثل عمليات التنظيف والتصنيع.
| اسم الأيوباك | ديكان |
| الصيغة الجزيئية | C10H22 |
| CAS رقم | 124-18-5 |
| المرادفات | ن-ديكان، ديسيل هيدريد، ن-أميلميثاين، كابديكان |
| إنتشي | إنشي=1S/C10H22/c1-3-5-7-9-10-8-6-4-2/h3-10H2,1-2H3 |
خصائص الديكان
صيغة ديكان
صيغة الديكان هي C10H22. وهو يمثل مركباً هيدروكربونياً يتكون من عشر ذرات كربون واثنين وعشرين ذرة هيدروجين. توضح الصيغة العدد الدقيق للذرات الموجودة في جزيء الديكان ونوعها.
ديكان الكتلة المولية
يمكن حساب الكتلة المولية لهيدريد ديسيل عن طريق إضافة الكتل الذرية للعناصر المكونة له. الكتلة المولية للكربون (C) هي 12.01 جم/مول والكتلة المولية للهيدروجين (H) هي 1.008 جم/مول. لذلك، تبلغ الكتلة المولية لهيدريد ديسيل حوالي 142.28 جم/مول.
نقطة غليان الديكان
ديكان لديه نقطة غليان تبلغ حوالي 174 درجة مئوية (345 درجة فهرنهايت). وهذا يعني أنه عند الضغط الجوي الطبيعي، يبدأ هيدريد الديسيل في التبخر والتحول إلى الحالة الغازية عند درجة الحرارة تلك. تعتبر نقطة الغليان من الخصائص المهمة لهيدريد ديسيل وتستخدم لتحديد خصائصه الفيزيائية وتطبيقاته.
نقطة انصهار ديكان
تبلغ نقطة انصهار ديسيل هيدريد حوالي -29 درجة مئوية (-20 درجة فهرنهايت). وهذا يعني درجة الحرارة التي يتغير عندها هيدريد الديسيل من حالته الصلبة إلى حالته السائلة. نقطة الانصهار المنخفضة هذه تجعل هيدريد ديسيل قابلاً للتسييل بسهولة في الظروف العادية.
كثافة الديكان جم/مل
تبلغ كثافة ديسيل هيدريد حوالي 0.73 جم / مل. الكثافة هي مقياس الكتلة لكل وحدة حجم. تشير كثافة ديسيل هيدريد إلى ثقله النسبي أو خفة وزنه مقارنة بحجم متساوٍ من الماء. تشير الكثافة المنخفضة لهيدريد الديسيل إلى أنه أخف من الماء.
ديكان الوزن الجزيئي
يبلغ الوزن الجزيئي لهيدريد ديسيل حوالي 142.28 جم/مول. ويتم حسابه عن طريق إضافة الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في جزيء ديسيل هيدريد. يوفر الوزن الجزيئي معلومات قيمة حول حجم وكتلة جزيء ديسيل هيدريد.
هيكل الديكان
يحتوي ديسيل هيدريد على بنية سلسلة مستقيمة، مع عشر ذرات كربون مرتبطة ببعضها البعض في ترتيب خطي. تشكل كل ذرة كربون أربع روابط تساهمية فردية مع ذرات الهيدروجين المحيطة بها. إن السلسلة الكربونية لهيدريد ديسيل غير متفرعة وتؤثر هذه الميزة الهيكلية على خواصها الكيميائية والفيزيائية.
ذوبان الديكان
ديسيل هيدريد غير قابل للذوبان في الماء ولكنه قابل للذوبان في المذيبات غير القطبية مثل البنزين والإيثر والهكسان. طبيعتها غير القطبية تعيق تفاعلها مع المواد القطبية مثل الماء. تعتبر قابلية ذوبان هيدريد ديسيل أحد الاعتبارات المهمة في العمليات والتطبيقات الصناعية المختلفة، خاصة عند التعامل مع المذيبات غير القطبية.
| مظهر | سائل عديم اللون |
| جاذبية معينة | 0.73 |
| لون | عديم اللون |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 142.28 جرام/مول |
| كثافة | 0.73 جم/مل |
| نقطة الانصهار | -29 درجة مئوية (-20 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 174 درجة مئوية (345 درجة فهرنهايت) |
| نقطة فلاش | 43 درجة مئوية (109 درجة فهرنهايت) |
| الذوبان في الماء | لا يتحلل في الماء |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات غير القطبية مثل البنزين والأثير والهكسان |
| ضغط البخار | 1.22 ملم زئبق عند 20 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 4.88 (الهواء = 1) |
| pKa | غير قابل للتطبيق |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
السلامة ومخاطر ديكان
يحتوي ديسيل هيدريد على اعتبارات ومخاطر معينة تتعلق بالسلامة. وهو قابل للاشتعال ويجب التعامل معه بحذر لأنه قد يشتعل عند تعرضه للنيران المكشوفة أو الشرر. بخار ديسيل هيدريد أثقل من الهواء، مما يعني أنه يمكن أن ينتقل على طول الأرض ويتراكم في المناطق المنخفضة، مما يشكل خطرًا محتملاً للحريق أو الانفجار. الاتصال المباشر مع ديسيل هيدريد قد يسبب تهيج الجلد وقد يسبب أيضًا تهيج العين. من المهم استخدام تدابير الحماية المناسبة، مثل القفازات والنظارات الواقية، عند العمل مع هيدريد ديسيل. تعتبر التهوية الكافية أمرًا بالغ الأهمية لتقليل تركيز أبخرة ديسيل هيدريد في الأماكن المغلقة.
| رموز الخطر | قابلة للاشتعال |
| وصف الأمان | – يُحفظ بعيداً عن اللهب المكشوف. – يُستخدم في المناطق جيدة التهوية – ارتداء القفازات والنظارات الواقية. – تجنب ملامسة الجلد والعينين بشكل مباشر |
| معرفات الأمم المتحدة | الأمم المتحدة 2247 |
| رمز النظام المنسق | 2901.10.00 |
| فئة الخطر | الفئة 3 (سائل قابل للاشتعال) |
| مجموعة التعبئة | جنرال الكتريك الثاني |
| تسمم | سمية منخفضة |
طرق توليف ديكان
هناك عدة طرق لتجميع ديسيل هيدريد.
- إحدى الطرق الشائعة لتصنيع هيدريد الديسيل هي تفاعل الديسين مع غاز الهيدروجين في وجود محفز مناسب، مثل البلاديوم أو النيكل. تعمل هذه العملية على تشبع الروابط الثنائية بين الكربون والكربون في الديسين، وتحولها إلى هيدريد ديسيل.
- هناك طريقة أخرى وهي oligomerization للإيثيلين ، حيث تقوم المحفزات، والتي عادة ما تكون مجمعات فلزية انتقالية، بدمج جزيئات الإيثيلين لتكوين هيدروكربونات ذات وزن جزيئي أعلى، بما في ذلك هيدريد ديسيل.
- تنتج عمليات تكرير البترول أيضًا هيدريد ديسيل. في هذه العملية، يقوم تقطير النفط الخام بفصل وتنقية جزء يحتوي على هيدريد ديسيل وهيدروكربونات مماثلة للحصول على هيدريد ديسيل نقي.
- تسمح عملية فيشر-تروبش بتخليق هيدريد الديسيل عن طريق تفاعل أول أكسيد الكربون والهيدروجين على محفز، عادةً ما يكون محفزًا من الحديد أو الكوبالت، تحت ظروف درجة الحرارة والضغط المرتفعين. ينتج عن هذه العملية خليط من الهيدروكربونات، بما في ذلك هيدريد الديسيل.
ومن الأهمية بمكان التأكيد على أن أساليب التوليف الصناعية هذه تتطلب معدات وخبرة متخصصة. يعتمد اختيار طريقة التوليف على عوامل مثل توافر المواد الخام، والنقاء المطلوب، والاعتبارات الاقتصادية.
استخدامات الديكان
يجد ديسيل هيدريد تطبيقات مختلفة في صناعات مختلفة بسبب خصائصه وخصائصه. بعض الاستخدامات الشائعة لهيدريد ديسيل تشمل:
- المذيب: يستخدم ديسيل هيدريد كمذيب في العمليات الصناعية، مثل تطبيقات التنظيف وإزالة الشحوم. قدرته على إذابة المواد غير القطبية المختلفة تجعله مفيدًا في هذه العمليات.
- الوقود: يحتوي وقود الديزل على هيدريد الديسيل كمكون ويستخدمه كمركب مرجعي لقياس مؤشر السيتان، الذي يقيم جودة الاشتعال لوقود الديزل. يساهم في خصائص احتراق وقود الديزل.
- الوسيط الكيميائي: يعمل ديسيل هيدريد بمثابة لبنة أساسية لإنتاج مواد كيميائية أخرى. يعمل ديسيل هيدريد كمادة خام لتخليق المركبات المختلفة، بما في ذلك المواد الخافضة للتوتر السطحي، ومواد التشحيم، والبوليمرات.
- المستخرج: تستخدم الصناعات الدوائية والغذائية هيدريد ديسيل كمستخلص. يساعد في فصل وتنقية بعض المركبات والروائح من المواد الخام.
- تطبيقات الأبحاث والمختبرات: تستخدم الأبحاث العلمية والمختبرات هيدريد الديسيل. وهو بمثابة مركب مرجعي في الفصل اللوني للغاز وكمعيار لأغراض المعايرة.
- تركيبات مستحضرات التجميل: تشتمل منتجات مستحضرات التجميل والعناية الشخصية على هيدريد ديسيل في تركيباتها. يعمل كعامل تكييف ومرطب ومنظم لزوجة في العديد من منتجات العناية بالبشرة والشعر.
- مواد التشحيم الصناعية: تستفيد التطبيقات الصناعية من التطاير المنخفض والتشحيم الجيد لهيدريد ديسيل، وذلك عن طريق استخدامه كمادة تشحيم. فهو يقلل من الاحتكاك والتآكل بين الأجزاء المتحركة.
- معايير المعايرة: تستخدم الكيمياء التحليلية هيدريد ديسيل كمعيار للمعايرة. ويساعد في معايرة والتحقق من صحة الأدوات والتقنيات التحليلية.
وبشكل عام، فإن الخصائص المتنوعة لهيدريد ديسيل تجعله ذا قيمة في مختلف الصناعات، بدءًا من التصنيع وحتى البحث والتطوير.
أسئلة:
س: ما هو الديكان؟
ج: هيدريد الديسيل هو هيدروكربون صيغته الجزيئية C10H22، ويتكون من عشر ذرات كربون واثنين وعشرين ذرة هيدروجين.
س: إن اختزال 1-ديسين إلى ديكان يتطلب كم عدد مكافئات غاز الهيدروجين؟
ج: إن اختزال 1-ديسين إلى ديسيل هيدريد يتطلب معادلتين من غاز الهيدروجين.
س: هل الديكان قطبي؟
ج: لا، ديسيل هيدريد غير قطبي لأنه يتكون من ذرات الكربون والهيدروجين المرتبطة بروابط تساهمية غير قطبية.
س: هل اليود قابل للذوبان في C10H22؟
ج: نعم، اليود قابل للذوبان في C10H22 (هيدريد ديسيل) لأن المادتين غير قطبيتين ويمكن أن تختلطا.
س: أي المواد التالية لها أعلى لزوجة؟ (أ) C4H10 (ب) C8H18 (ج) C10H22
ج: يتمتع C10H22 (هيدريد ديسيل) بأعلى لزوجة بين المواد المعينة نظرًا لحجمه الجزيئي الأكبر وسلسلة الكربون الأطول.
س: احسب نقطة تجمد 23.0 جم من الديكان (C10H22) في 53.0 جم من CHCl3.
ج: يتطلب حساب نقطة التجمد معلومات إضافية مثل ثابت انخفاض نقطة التجمد للمذيب (CHCl3) والكسور المولية للمكونات لتحديد انخفاض نقطة التجمد.