Ahoj! Ako dodávateľ alkánov mám veľa vedomostí o týchto uhľovodíkoch a dnes budem hovoriť o tom, ako sa body varu alkánov menia s molekulovou hmotnosťou.
Najprv získajme základné pochopenie toho, čo sú alkány. Alkány sú nasýtené uhľovodíky, čo znamená, že obsahujú iba jednoduché väzby uhlík – uhlík a uhlík – vodíkové väzby. Majú všeobecný vzorec CₙH₂ₙ₊₂. Jednoduché príklady zahŕňajú metán (CH4), etán (C2H6), propán (C3H8) atď.
Teraz, pokiaľ ide o vzťah medzi bodmi varu alkánov a ich molekulovou hmotnosťou, existuje celkom jasný vzorec. Všeobecne povedané, so zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou alkánov sa zvyšuje aj ich teplota varu.
prečo je to tak? Všetko sa to scvrkáva na medzimolekulové sily, ktoré sú v hre. Hlavnou intermolekulárnou silou v alkánoch je londýnska disperzná sila. Tieto sily sú dočasné príťažlivé sily, ktoré vznikajú v dôsledku neustáleho pohybu elektrónov v molekulách. Keď sú elektróny koncentrovanejšie na jednej strane molekuly, vytvorí sa dočasný dipól. Tento dočasný dipól potom môže indukovať dipól v susednej molekule, čo vedie k príťažlivej sile medzi týmito dvoma molekulami.
Väčšie alkány majú viac elektrónov, pretože majú viac atómov uhlíka a vodíka. S väčším počtom elektrónov je väčšia šanca na vytvorenie silnejších dočasných dipólov. Výsledkom je, že londýnske disperzné sily medzi väčšími molekulami alkánov sú silnejšie ako sily medzi menšími molekulami alkánov.
Pozrime sa na niekoľko príkladov zo skutočného sveta, ktoré ilustrujú tento bod. Metán, ktorý má molekulový vzorec CH4 a relatívne nízku molekulovú hmotnosť asi 16 g/mol, je pri izbovej teplote plyn. Jeho bod varu sa pohybuje okolo - 161,5 °C. Etán (C₂H₆), s molekulovou hmotnosťou asi 30 g/mol, tiež existuje ako plyn pri izbovej teplote, ale jeho bod varu je vyšší, okolo - 88,6 °C.
Ako postupujeme v reťazci vyššie, začíname vidieť výraznú zmenu. Oktán (C₈H₁8) s molekulovou hmotnosťou približne 114 g/mol je pri izbovej teplote kvapalina. Jeho bod varu je okolo 125,7 °C. A ak pôjdeme ešte ďalej, eikozán (C2₀H42) s molekulovou hmotnosťou približne 282 g/mol je pri izbovej teplote tuhá látka a má teplotu varu približne 343 °C.
Tento trend zvyšovania bodu varu so zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou je v ropnom priemysle skutočne dôležitý. Surová ropa je zmesou rôznych alkánov s rôznymi molekulovými hmotnosťami. Keď sa ropa rafinuje, na oddelenie týchto alkánov na základe ich teploty varu sa používa frakčná destilácia. Alkány s nižšou molekulovou hmotnosťou, ako je metán, etán a propán, sa najskôr vyvaria a zhromažďujú sa v hornej časti destilačnej kolóny. Alkány s vyššou molekulovou hmotnosťou, ako sú alkány s dlhým reťazcom používané v mazacích olejoch a voskoch, majú vyššie teploty varu a zhromažďujú sa na dne kolóny.
Teraz to nie je vždy dokonale lineárny vzťah. Existujú aj ďalšie faktory, ktoré môžu ovplyvniť teplotu varu alkánov. Úlohu môže zohrávať napríklad tvar molekuly alkánu. Rozvetvené alkány majú vo všeobecnosti nižšie teploty varu ako ich náprotivky s priamym reťazcom s rovnakou molekulovou hmotnosťou. Je to preto, že rozvetvené alkány majú kompaktnejší tvar, čo znižuje povrchovú plochu dostupnú pre medzimolekulové interakcie. Výsledkom je, že londýnske disperzné sily medzi rozvetvenými molekulami alkánov sú slabšie ako sily medzi molekulami alkánov s priamym reťazcom.
Povedzme si niečo o niektorých konkrétnych alkánoch, ktoré dodávame. Jedným z populárnych produktov jecyklohexán. Cyklohexán je cyklický alkán s molekulovým vzorcom C₆H₁2. Má relatívne vyššiu teplotu varu v porovnaní s niektorými menšími alkánmi s priamym reťazcom kvôli svojej cyklickej štruktúre, ktorá umožňuje efektívnejšie zbaľovanie molekúl a silnejšie medzimolekulové sily. Je široko používaný ako rozpúšťadlo v rôznych priemyselných odvetviach, vrátane priemyslu farieb a gumy.
Ďalšou zaujímavou zlúčeninou jeepichlórhydrín. Hoci to nie je čistý alkán (obsahuje epoxidovú skupinu), stále má niektoré vlastnosti podobné alkánu. Epichlórhydrín má teplotu varu okolo 117,9 °C. Je to dôležitý medziprodukt pri výrobe epoxidových živíc a iných chemikálií.
Ponúkame tiežCyklohexán – agrochemické nosné rozpúšťadlo pre emulgovateľné koncentráty. Vlastnosti cyklohexánu, ako je jeho relatívne vysoká teplota varu a dobrá rozpustnosť, z neho robia ideálne nosné rozpúšťadlo pre agrochemikálie. Pomáha pri správnej formulácii a aplikácii pesticídov a iných poľnohospodárskych chemikálií.
Takže, ak ste v priemysle, ktorý vyžaduje alkány, či už ide o rozpúšťadlá, palivo alebo chemickú syntézu, pochopenie vzťahu medzi bodmi varu a molekulovou hmotnosťou je kľúčové. Môžete si vybrať správny alkán na základe vašich špecifických potrieb, ako sú teplotné podmienky vášho procesu alebo požiadavky na rozpustnosť.
Ako dodávateľ alkánov sme sa zaviazali poskytovať vysokokvalitné alkány, ktoré spĺňajú vaše požiadavky. Či už potrebujete malé množstvá na výskumné účely alebo veľké priemyselné dodávky, máme pre vás všetko. Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich produktoch alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa výberu alkánov pre vaše aplikácie, neváhajte nás kontaktovať. Sme tu, aby sme sa porozprávali a pomohli vám nájsť najlepšie riešenia pre vašu firmu.
Referencie
- Atkins, P. a de Paula, J. (2006). Fyzikálna chémia. Oxford University Press.
- McMurry, J. (2012). Organická chémia. Brooks/Cole.