سلام! به عنوان یک تامین کننده آلکان، من اطلاعات زیادی در مورد این هیدروکربن ها دارم، و امروز می خواهم در مورد چگونگی تغییر نقطه جوش آلکان ها با وزن مولکولی صحبت کنم.
اول از همه، بیایید یک درک اساسی از چیستی آلکان ها داشته باشیم. آلکان ها هیدروکربن های اشباع شده هستند، به این معنی که آنها فقط حاوی پیوندهای تک کربن - کربن و پیوندهای کربن - هیدروژن هستند. آنها فرمول کلی CₙH2₂ₙ₊2 را دارند. نمونه های ساده عبارتند از متان (CH4)، اتان (C2H6)، پروپان (C3H8) و غیره.
اکنون، وقتی صحبت از رابطه بین نقاط جوش آلکان ها و وزن مولکولی آنها می شود، یک الگوی کاملاً واضح وجود دارد. به طور کلی، با افزایش وزن مولکولی آلکان ها، نقطه جوش آنها نیز افزایش می یابد.
چرا اینطور است؟ خوب، همه چیز به نیروهای بین مولکولی در حال بازی خلاصه می شود. نیروی بین مولکولی اصلی در آلکان ها نیروی پراکندگی لندن است. این نیروها نیروهای جاذبه موقتی هستند که به دلیل حرکت ثابت الکترون ها در مولکول ها ایجاد می شوند. هنگامی که الکترون ها در یک طرف مولکول بیشتر متمرکز می شوند، یک دوقطبی موقت ایجاد می کند. سپس این دوقطبی موقت می تواند یک دوقطبی را در یک مولکول همسایه القا کند که منجر به نیروی جاذبه بین دو مولکول می شود.
آلکان های بزرگتر الکترون بیشتری دارند زیرا اتم های کربن و هیدروژن بیشتری دارند. با تعداد الکترون های بیشتر، شانس بیشتری برای تشکیل دوقطبی های موقت قوی تر وجود دارد. در نتیجه، نیروهای پراکندگی لندن بین مولکولهای آلکان بزرگتر از نیروهای بین مولکولهای آلکان کوچکتر است.
بیایید نگاهی به چند مثال دنیای واقعی بیندازیم تا این نکته را توضیح دهیم. متان که دارای فرمول مولکولی CH4 و وزن مولکولی نسبتا کم در حدود 16 گرم بر مول است، در دمای اتاق یک گاز است. نقطه جوش آن در حدود - 161.5 درجه سانتی گراد است. اتان (C2H6)، با وزن مولکولی حدود 30 گرم در مول، همچنین به عنوان گاز در دمای اتاق وجود دارد، اما نقطه جوش آن بالاتر است، در حدود - 88.6 درجه سانتیگراد.
همانطور که در زنجیره بالا می رویم، شاهد تغییر قابل توجهی هستیم. اکتان (C₈H18)، با وزن مولکولی حدود 114 گرم بر مول، یک مایع در دمای اتاق است. نقطه جوش آن در حدود 125.7 درجه سانتی گراد است. و اگر از این هم فراتر برویم، ایکوزان (C20H42)، با وزن مولکولی حدود 282 گرم بر مول، در دمای اتاق جامد است و نقطه جوش آن در حدود 343 درجه سانتیگراد است.
این روند افزایش نقطه جوش با افزایش وزن مولکولی در صنعت نفت بسیار مهم است. نفت خام مخلوطی از آلکان های مختلف با وزن های مولکولی متفاوت است. هنگامی که نفت خام تصفیه می شود، از تقطیر جزئی برای جداسازی این آلکان ها بر اساس نقطه جوش آنها استفاده می شود. آلکان های با وزن مولکولی کمتر مانند متان، اتان و پروپان ابتدا می جوشند و در بالای ستون تقطیر جمع آوری می شوند. آلکان های با وزن مولکولی بالاتر، مانند آلکان های با زنجیره بلند که در روغن های روان کننده و موم ها استفاده می شوند، نقطه جوش بالاتری دارند و در پایین ستون جمع می شوند.
اکنون، همیشه یک رابطه کاملاً خطی نیست. عوامل دیگری نیز وجود دارند که می توانند بر نقطه جوش آلکان ها تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، شکل مولکول آلکان می تواند نقش داشته باشد. آلکان های شاخه دار معمولاً دارای نقطه جوش کمتری نسبت به همتایان خود با زنجیره مستقیم با وزن مولکولی یکسان هستند. این به این دلیل است که آلکان های شاخه دار شکل فشرده تری دارند که سطح موجود برای برهمکنش های بین مولکولی را کاهش می دهد. در نتیجه، نیروهای پراکندگی لندن بین مولکولهای آلکان شاخهدار ضعیفتر از نیروهای بین مولکولهای آلکان زنجیره مستقیم است.
بیایید کمی در مورد برخی از آلکان های خاص که ما عرضه می کنیم صحبت کنیم. یکی از محصولات محبوب استسیکلوهگزان. سیکلوهگزان یک آلکان حلقوی با فرمول مولکولی C6H12 است. نقطه جوش نسبتاً بالاتری در مقایسه با برخی از آلکانهای کوچکتر با زنجیره مستقیم دارد، زیرا ساختار حلقوی آن، امکان بستهبندی کارآمدتر مولکولها و نیروهای بین مولکولی قویتر را فراهم میکند. به طور گسترده ای به عنوان حلال در صنایع مختلف از جمله صنایع رنگ و لاستیک استفاده می شود.
ترکیب جالب دیگر این استاپی کلروهیدرین. اگرچه این یک آلکان خالص نیست (شامل یک گروه اپوکسی است)، اما هنوز دارای برخی خواص مانند آلکان است. نقطه جوش Epichlorohydrin در حدود 117.9 درجه سانتی گراد است. این یک واسطه مهم در تولید رزین های اپوکسی و سایر مواد شیمیایی است.
ما نیز ارائه می دهیمسیکلوهگزان - حلال حامل آگروشیمیایی برای کنسانتره های امولسیون پذیر. خواص سیکلوهگزان، مانند نقطه جوش نسبتاً بالا و حلالیت خوب، آن را به یک حلال حامل ایده آل برای مواد شیمیایی کشاورزی تبدیل می کند. به فرمولاسیون و کاربرد مناسب آفت کش ها و سایر مواد شیمیایی کشاورزی کمک می کند.
بنابراین، اگر در صنعتی هستید که به آلکان نیاز دارد، چه برای حلال، سوخت یا سنتز شیمیایی، درک رابطه بین نقطه جوش و وزن مولکولی بسیار مهم است. شما می توانید آلکان مناسب را بر اساس نیازهای خاص خود، مانند شرایط دمایی فرآیند یا الزامات حلالیت، انتخاب کنید.
به عنوان یک تامین کننده آلکان، ما متعهد به ارائه آلکان های با کیفیت بالا برای پاسخگویی به خواسته های شما هستیم. چه برای مقاصد تحقیقاتی به مقادیر کم نیاز داشته باشید و چه برای تجهیزات صنعتی در مقیاس بزرگ، ما شما را تحت پوشش قرار می دهیم. اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات ما هستید یا در مورد انتخاب آلکان ها برای برنامه های خود سؤالی دارید، در تماس با ما دریغ نکنید. ما اینجا هستیم تا گپ داشته باشیم و به شما کمک کنیم بهترین راه حل ها را برای کسب و کار خود پیدا کنید.
مراجع
- اتکینز، پی، و دی پائولا، جی (2006). شیمی فیزیک. انتشارات دانشگاه آکسفورد
- مک موری، جی (2012). شیمی آلی. بروکس/کول.