hexan är en kolväteförening med en kemisk formel av C6H14. Hexan klassificeras som en alkan och består av en kedja av 6 centrala kolatomer vardera mättade med väte. ”Hex- ”betyder att den har en ryggrad på 6 atomer, och” – ane ” betyder att alla atomer bara har enstaka bindningar. Hexan är en av huvudingredienserna i modern bensin eftersom det är billigt att tillverka och lätt brännbart. Det används också ofta i laboratoriet som lösningsmedel.

hexan är icke-polär på grund av dess C–H-bindningar och symmetrisk geometrisk struktur. Kol och väte har en elektronegativitetsskillnad på 0,35, som klassificerar molekylen som icke-polär. Även var C–H-bindningar polära, hexan skulle fortfarande vara icke-polär på grund av dess symmetriska geometriska struktur. Om C-H-bindningar var polära skulle hexans symmetriska struktur säkerställa att den partiella laddningen av varje C–H-Bindning exakt avbryts av en annan.

”elementet kol kan hittas i fler typer av molekyler än summan av alla andra typer av molekyler kombinerade. Med tanke på överflödet av kol i kosmos-smidda i Stjärnornas kärnor, churned upp till sina ytor och släpptes rikligt in i galaxen—finns det inget bättre element för att basera livets kemi och mångfald. Bara kantar ut kol i överflöd rang, syre är vanligt, för, Smidd och släppt i resterna av exploderade stjärnor. Både syre och kol är viktiga ingredienser i livet som vi känner det.”- Neil deGrasse Tyson

hexan är en färglös vätska med en kokpunkt på cirka 50-70 C. Det produceras mestadels genom förfining av råolja och har applikationer inom jordbruk, livsmedelsförädling, läderprodukter och kromatografi.

en snabb Primer på polaritet

först en snabb granskning av polaritet. Polariteten hos en molekyl är ett mått på hur jämnt elektrisk laddning fördelas över molekylen. Varje element har ett elektronegativitetsvärde som representerar hur mycket enskilda atomer av elementet drar på elektroner. Ju större EN-värde, desto mer att atomer av det elementet drar på elektroner. Fluor (F) är till exempel det mest elektronegativa elementet och tilldelas ett EN-värde på 4. Alla andra EN-värden beräknas i förhållande till fluor.

atomer bildar kovalenta bindningar genom att dela sina valenselektroner. När två atomer med stor skillnad i elektronegativiteter delar elektroner, kommer det mer elektronegativa elementet att dra hårdare på de delade elektronerna. Detta gör att de delade elektronerna rör sig närmare det mer elektronegativa elementet. Eftersom den mer elektronegativa atomen i föreningen har ett överflöd av elektroner, tar den upp en partiell negativ laddning. Omvänt tar de mindre elektronegativa elementen en partiell positiv laddning. Detta är kärnan i polaritet: polaritet är ett mått på hur jämnt rumsligt fördelade elektroner är i en förening.

huruvida två atomer kommer att bilda en polär bindning beror på skillnaden mellan deras EN-värden. Om EN-skillnaden faller mellan 0,5-2,0 klassificeras bindningen som polär. Om EN-skillnaden är mindre än 0,5 anses bindningen vara icke-polär. Om skillnaden är större än 2, anses bindningen vara helt polär och kallas mer lämpligt en jonbindning.huruvida en hel molekyl anses vara polär beror på 2 saker; polariteten hos dess beståndsdelar och dess geometriska struktur. En molekyl med icke-polära bindningar kan fortfarande vara övergripande polär är molekylen har en asymmetrisk geometri. En molekyl med polära bindningar kan fortfarande vara övergripande icke-polär om den har en rumsligt symmetrisk geometrisk struktur. Symmetrin för molekylär geometri säkerställer att den partiella laddningen för varje polär bindning exakt avbryts av en antipodal polär bindning.

” Vi definierar organisk kemi som kemi av kolföreningar.”- Augustus Kekule

polaritet av hexan

med hjälp av vår ovanstående lektion om polaritet kan vi avgöra om hexan är polär eller icke-polär. Hexan består av mestadels C-H-bindningar. En-värdet av kol är 2.55 och väte är 2,2. Skillnaden mellan dessa två En–värden är 0,35, så C-H-bindningar anses vara icke-polära. Dessutom har hexan en mycket symmetrisk molekylär geometri, så även om C–H-bindningar ansågs polära skulle hela molekylen fortfarande vara icke-polär. Den rumsliga placeringen av bindningarna skulle säkerställa att eventuella motsatta laddningar avbryts, så totalt sett skulle molekylen inte vara polär.

tekniskt sett är C-H-bindningar inte helt icke-polära. Kol har ett högre EN-värde än väte, så kolatomerna drar något hårdare på elektroner än väteatomerna gör. Denna mängd drag är mycket liten och försumbar, så under normala omständigheter är det säkert att behandla C–H-bindningar som om de var helt icke-polära. Vid mycket små skalor och minutnivåer av precision skulle den lilla polariteten hos C–H–bindningar ha en märkbar effekt, så huruvida C-H-bindningar kommer att betraktas som polära eller icke-polära beror på sammanhanget.

de flesta Kemi läroböcker kommer att överväga en bindning som har en en skillnad på mindre än 0,5 som icke-polär, eftersom någon polär åtgärd är tillräckligt liten för att ignoreras. De enda verkligt icke-polära bindningarna bildas mellan atomer som identiska En-värden (till exempel de diatomiska elementen)

isomerer av hexan

strängt taget kan namnet ”hexan” hänvisa till en av 5 strukturella isomerer med den kemiska formeln C6H14. En strukturell isomer av en förening är en som har samma kemiska formel, men en annan molekylstruktur. Den vanligaste formen av hexan kallas n-hexan och består av en linjär kedja av 4 metylen (CH2) funktionella grupper inklämda mellan 2 terminala metylgrupper (CH3). Molekylens linjära natur ger n-hexan en relativt inert karaktär och n-hexan används ofta i laboratoriet som ett icke-polärt lösningsmedel för högreaktiva kemikalier.

beroende på det exakta systemet för kemisk nomenklatur kallas de strukturella isomererna av hexan ibland derivat av pentan (C5H12) och butan (C4H10). De flesta isomerer har liknande fysikaliska egenskaper, även om de visar en ovanligt stor variation i smältpunkter. Till exempel har isohexan (ibland kallad 2-metylpentan) en smältpunkt på -153.7. C medan n-hexan har en smältpunkt på endast -95,3. C.

liksom n-hexan tenderar de andra isomererna av hexan att vara färglösa vätskor vid rumstemperatur, icke-polära, relativt kemiskt inerta och brännbara.

hexan som en förening

N-hexan är ett linjärt kolväte som är tillverkat av en central kedja av 6 enkelbundna kolatomer. Varje kolatom är bunden till tillräckligt väten att alla dess valens slitsar tas upp. Varje kolatom är” mättad ” med väten eftersom de inte har några obundna elektronpar.

” organisk kemi har blivit en stor skräphög av förbryllande och förvirrande föreningar.”- J. Norman Collie

hexans linjära geometri och dess helt mättade kolkedja gör den till en stabil förening som är relativt inert. Hexan reagerar i allmänhet inte med andra föreningar och kommer inte att förbränna om de inte utsätts för en tillräcklig mängd värme. När den väl har utsatts för den värmen kommer den dock att förbränna våldsamt och generera stora mängder värme och energi. Den exakta mängden energi som krävs för att förbränna hexan är en av anledningarna till att den används i bensin. Bensintillverkare vill inte att deras gas ska förbränna för lätt, eftersom det minskar effektiviteten, men de vill inte heller att det ska vara för svårt att förbränna. Hexan är ganska inert tills en specifik temperatur, varefter den kommer att förbränna energiskt. Förbränningsreaktionen för hexan i syre är:

2C6H14 + 19O2 12CO2 + 14H2O

i fall där det finns en begränsad syreförsörjning ser förbränningen av hexan ut:

C6H14 + CI 2 CI 3CO + 3CO2 + 7H2O

i allmänhet är hexan relativt giftfri och inte en signifikant risk för människor. Akut inandning av stora mängder kan orsaka suddig syn, huvudvärk och muskelsvaghet, men man måste inta en mycket stor mängd för att den ska vara dödlig. Även om det oftast är giftfritt kan inandning av hexan agitera lungvävnad och orsaka andningsproblem eller en allergisk reaktion.

användning av hexan

bensin

hexan är en av de primära ingredienserna i kommersiell gas och bensin. De flesta kommersiella typer av bensin består av en blandning av olika 4 till 12 kol alkaner, inklusive hexan och dess isomerer, tillsammans med andra tillsatser. Det mesta av hexan som komponerar bensin produceras via förfining av råolja. De kemiska beståndsdelarna i råolja separeras via en teknik som kallas fraktionerad destillation som avlägsnar föroreningar och separerar beståndsdelar genom sin kemiska struktur.

livsmedelsproduktion

hexan används ofta för att extrahera lipider från andra livsmedel. Till exempel använder matoljetillverkare hexan för att extrahera vegetabiliska oljor från soja och frön. Faktum är att de flesta sojaprodukter som produceras i USA behandlas med hexan. Detta har lett till viss kontrovers på grund av brist på reglering av FDA: s användning av hexan. Lipidutvinningskapaciteten hos hexan har också sett dess användning som en rengöringsprodukt och industriell avfettningsmedel.

olika industrier

hexan används också vid tillverkning av lim, takplattor, läderprodukter och som laboratorielösningsmedel. Alla dessa användningsområden beror på att hexan är relativt icke-reaktivt mot ett brett spektrum av miljöfaktorer. Takplattor behandlas med hexan för att förhindra korrosion och läder behandlas för att skydda det mot UV-skador och kemisk nedbrytning. Skolim måste vara stabilt och bibehålla är vidhäftning och hexan förhindrar nedbrytning av limämnena i skolim.

i laboratoriet gynnas hexan som ett icke-polärt lösningsmedel eftersom det kan lösa upp ett brett spektrum av icke-polära organiska föreningar och är icke-reaktivt. Hexanlösningsmedel används ofta för att rena blandningar av föreningar och isolera beståndsdelarna i en blandning.