Heptan ist eine farblose, brennbare Flüssigkeit, die üblicherweise als Lösungsmittel verwendet wird. Es hat die Summenformel C7H16 und kommt in Benzin vor. Heptan hat sieben Kohlenstoffatome und 16 Wasserstoffatome.
| IUPAC-Name | Heptan |
| Molekularformel | C7H16 |
| CAS-Nummer | 142-82-5 |
| Synonyme | n-Heptan, Dipropylmethan, Heptylhydrid usw. |
| InChI | InChI=1S/C7H16/c1-3-5-7-6-4-2/h3-7H2.1-2H3 |
Eigenschaften von Heptan
Heptan-Formel
Die chemische Formel für Heptan lautet C7H16. Es besteht aus sieben Kohlenstoffatomen und 16 Wasserstoffatomen, die in einer geraden Kette angeordnet sind. Die geradkettige Struktur von Heptan macht es zu einem wichtigen Mitglied der Alkanfamilie der Kohlenwasserstoffe.
Heptan-Molmasse
Die Molmasse von C7H16 beträgt 100,20 g/mol. Dieser Wert wird berechnet, indem die Atommassen aller in einem einzelnen C7H16-Molekül vorhandenen Atome addiert werden. Die Molmasse von C7H16 ist ein wichtiger Parameter in vielen chemischen Berechnungen, einschließlich Stöchiometrie, Thermodynamik und Kinetik.
Siedepunkt von Heptan
C7H16 hat einen Siedepunkt von 98,42 °C (209,16 °F). Dieser relativ niedrige Siedepunkt macht es zu einem nützlichen Lösungsmittel für eine Vielzahl von Anwendungen, beispielsweise im Labor und bei der Benzinproduktion. Der Siedepunkt von C7H16 wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter der Stärke intermolekularer Kräfte und dem Molekulargewicht der Verbindung.
Heptan-Schmelzpunkt
Der Schmelzpunkt von C7H16 beträgt -91 °C (-132 °F). Dieser niedrige Schmelzpunkt weist darauf hin, dass C7H16 bei Raumtemperatur flüssig und sehr flüchtig ist. Der niedrige Schmelzpunkt von C7H16 ist auf schwache Van-der-Waals-Kräfte zwischen seinen Molekülen zurückzuführen.
Heptandichte g/ml
Die Dichte von C7H16 beträgt 0,684 g/ml bei 20 °C (68 °F). Die Dichte von C7H16 ist ein Maß für die in einem bestimmten Volumen vorhandene Masse. Dieser Wert wird durch Faktoren wie Temperatur, Druck und Probenreinheit beeinflusst.
Molekulargewicht von Heptan
Das Molekulargewicht von C7H16 beträgt 100,20 g/mol. Dieser Wert wird berechnet, indem die Atommassen aller in einem einzelnen C7H16-Molekül vorhandenen Atome addiert werden. Das Molekulargewicht von C7H16 ist bei vielen chemischen Reaktionen ein entscheidender Parameter, da es dabei hilft, die Menge der in einem Reaktionsgemisch vorhandenen Reaktanten und Produkte zu bestimmen.
Struktur von Heptan
C7H16 hat eine geradkettige Struktur mit sieben Kohlenstoffatomen und 16 Wasserstoffatomen, die linear angeordnet sind. Diese Struktur ist charakteristisch für Alkane, eine Familie von Kohlenwasserstoffen. Die Struktur von C7H16 beeinflusst seine physikalischen und chemischen Eigenschaften, einschließlich Siedepunkt, Schmelzpunkt und Reaktivität.
Löslichkeit von Heptan
C7H16 ist ein unpolares Molekül und in polaren Lösungsmitteln wie Wasser schlecht löslich. Allerdings ist C7H16 in unpolaren Lösungsmitteln wie Hexan, Benzol und Toluol gut löslich. Dieses Löslichkeitsverhalten ist auf ähnliche Auflösungen zurückzuführen: Unpolare Moleküle neigen dazu, sich in unpolaren Lösungsmitteln aufzulösen, während polare Moleküle dazu neigen, sich in polaren Lösungsmitteln aufzulösen.
| Aussehen | Farblose Flüssigkeit |
| Spezifische Dichte bei 25°C | 0,684 g/ml |
| Farbe | Farblos |
| Geruch | Geruch nach Benzin |
| Molmasse | 100,20 g/Mol |
| Dichte bei 25°C | 0,684 g/ml |
| Fusionspunkt | -91°C (-132°F) |
| Siedepunkt | 98,42 °C (209,16 °F) |
| Blitzpunkt | -4°C (25°F) |
| Löslichkeit in Wasser bei 25°C | 0,004 g/100 ml |
| Löslichkeit in anderen Lösungsmitteln | Sehr gut löslich in unpolaren Lösungsmitteln (Hexan, Toluol, Benzol) |
| Dampfdruck bei 20°C | 25,31 mmHg |
| Dampfdichte bei 20°C | 3,46 (Luft = 1) |
| pKa | 50 (geschätzt) |
| pH-Wert | Unzutreffend |
Sicherheit und Gefahren von Heptan
C7H16 birgt mehrere Sicherheitsrisiken, vor allem aufgrund seiner leichten Entflammbarkeit. Es kann leicht Feuer fangen und brennbare Dämpfe freisetzen, wenn es Hitze oder Flammen ausgesetzt wird. C7H16-Dämpfe können außerdem Augen, Haut und Atemwege reizen und Husten, pfeifende Atemgeräusche und Kurzatmigkeit verursachen. Darüber hinaus kann C7H16 bei Einnahme schädlich sein und Übelkeit, Erbrechen und Bauchschmerzen verursachen. Daher sollten beim Umgang mit C7H16 entsprechende Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, z. B. die Verwendung geeigneter Schutzausrüstung, die Gewährleistung einer guten Belüftung des Arbeitsplatzes und die Entfernung von Wärmequellen und offenen Flammen. Es ist außerdem wichtig, die ordnungsgemäßen Lagerungs-, Handhabungs- und Entsorgungsprotokolle für C7H16 einzuhalten, um potenzielle Risiken zu minimieren.
| Gefahrensymbole | F, Xi |
| Sicherheitsbeschreibung | Leicht entzündliche Flüssigkeit und Dampf. Verursacht Hautreizungen. |
| UN-Identifikationsnummern | UN 1206 |
| HS-Code | 2902.41.000 |
| Gefahrenklasse | 3 (Brennbare Flüssigkeiten) |
| Verpackungsgruppe | II |
| Toxizität | Kann beim Verschlucken gesundheitsschädlich sein und Haut- und Augenreizungen verursachen |
Heptan-Synthesemethoden
Es gibt verschiedene Methoden zur Synthese von C7H16, die wichtigste Methode ist jedoch die fraktionierte Destillation von Erdöl oder Rohöl. Bei dieser Methode werden Kohlenwasserstoffe anhand ihres Siedepunkts getrennt und durch Destillation des Teils der Mischung, der bei einer Temperatur zwischen 90 und 100 °C siedet, entsteht C7H16.
Eine andere Methode zur Synthese von C7H16 beinhaltet die katalytische Hydrierung von Hexen oder anderen Olefinen unter Verwendung eines Palladiumkatalysators bei erhöhten Temperaturen und Drücken.
Mit dem Fischer-Tropsch-Verfahren kann man C7H16 synthetisieren, indem man Kohlenmonoxid und Wasserstoffgas über einem Eisen- oder Kobaltkatalysator bei hohen Temperaturen und Drücken umsetzt. Bei diesem Verfahren entsteht ein Kohlenwasserstoffgemisch, darunter C7H16, das durch fraktionierte Destillation getrennt werden kann.
Zur Synthese von C7H16 kann ein Platinkatalysator bei hohen Temperaturen und Drücken verwendet werden, um Methylcyclohexan zu dehydrozyklisieren. Darüber hinaus kann durch die Kombination kleinerer Kohlenwasserstoffe, die durch Cracken von Naphtha oder anderen Erdölfraktionen gewonnen werden, C7H16 entstehen.
Insgesamt umfasst die Synthese von C7H16 verschiedene Methoden, bei denen hauptsächlich Erdöl oder Rohöl als Rohstoffe verwendet werden, und umfasst verschiedene chemische Reaktionen wie Destillation, Hydrierung und Dehydrocyclisierung.
Verwendung von Heptan
C7H16 hat mehrere industrielle und kommerzielle Anwendungen, darunter:
- Lösungsmittel: Wird häufig als Lösungsmittel in verschiedenen Branchen verwendet, beispielsweise in der Öl- und Gasindustrie sowie in der Gummi- und Klebstoffherstellung. Löst eine Vielzahl von Verbindungen, darunter Fette, Öle und Harze.
- Kraftstoff: Wird als Referenzkraftstoff für Benzinmotoren verwendet. Wird häufig in Forschungslabors für Motortests und -entwicklung verwendet.
- Extraktion: Wird als Extraktionslösungsmittel für Naturprodukte wie Pflanzenöle, Pflanzenextrakte und ätherische Öle verwendet.
- Reinigung: Wird als Reinigungsmittel in der Elektronikindustrie verwendet. Wird verwendet, um Verunreinigungen von elektronischen Bauteilen zu entfernen.
- Laborreagenz: Wird als Reagenz in verschiedenen Laborverfahren verwendet, einschließlich DNA-Extraktion, Chromatographie und Spektroskopie.
- Farbverdünner: Wird als Farbverdünner zum Verdünnen von Ölfarben und zum Reinigen von Lackiergeräten verwendet.
- Klebstoff: Wird als Klebstoff für verschiedene Anwendungen wie Laminieren, Kleben und Versiegeln verwendet.
Fragen:
F: Welchen Wert hat n in ch3(ch2)nch3, wenn der Name des Kohlenwasserstoffs Heptan ist?
A: Der Wert von n in ch3(ch2)nch3 für Heptan beträgt 5.
F: Ist Heptan wasserlöslich?
A: Nein, C7H16 ist nicht wasserlöslich, da es ein unpolarer Kohlenwasserstoff und Wasser ein polares Molekül ist.
F: Ist Heptan polar?
A: Nein, C7H16 ist aufgrund seiner symmetrischen Molekülstruktur und der gleichmäßigen Elektronenverteilung zwischen Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen ein unpolarer Kohlenwasserstoff.
F: Was ist Heptan?
A: C7H16 ist ein geradkettiger Alkankohlenwasserstoff mit der chemischen Formel C7H16. Es ist eine farblose Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch und wird häufig als Referenzkraftstoff für Benzinmotoren verwendet.
F: Wie heißt dieser Kohlenwasserstoff? C7H16
A: Der Name dieses Kohlenwasserstoffs ist C7H16.
F: Wie viele Heptan-Isomere?
A: C7H16 hat neun mögliche Isomere, darunter geradkettige und verzweigtkettige Isomere.
F: Ist Heptan flüchtig?
A: Ja, C7H16 ist eine flüchtige Flüssigkeit mit einem niedrigen Siedepunkt von 98,4 °C und hohem Dampfdruck.
F: Wie lautet die Summenformel von Heptan?
A: Die Summenformel von Heptan lautet C7H16.
F: Welches ist polareres Hexan oder Heptan?
A: Hexan und C7H16 sind beide unpolare Kohlenwasserstoffe, aber C7H16 ist aufgrund seiner größeren Molekülgröße und größeren Londoner Dispersionskräfte etwas polarer als Hexan.
F: Fällt Heptan unter das PSM?
A: Ja, C7H16 ist ein Stoff, der unter die PSM-Vorschriften (Process Safety Management) fällt, die für Einrichtungen gelten, in denen bestimmte gefährliche Chemikalien in größeren Mengen gehandhabt, verwendet oder gelagert werden.