hexan je uhlovodíková sloučenina s chemickým vzorcem C6H14. Hexan je klasifikován jako Alkan a skládá se z řetězce 6 centrálních atomů uhlíku, z nichž každý je nasycen vodíkem. „Hex -“ znamená, že má páteř 6 atomů a „- ane “ znamená, že všechny atomy mají pouze jednotlivé vazby. Hexan je jednou z hlavních složek moderního benzínu, protože je levný na výrobu a snadno hořlavý. V laboratoři se také běžně používá jako rozpouštědlo.
hexan je nepolární kvůli jeho vazbám C-H a symetrické geometrické struktuře. Uhlík a vodík mají rozdíl elektronegativity 0, 35, který klasifikuje molekulu jako nepolární. I když byly vazby C-H polární, hexan by byl stále nepolární kvůli své symetrické geometrické struktuře. Pokud by vazby C-H byly polární, symetrická struktura hexanu by zajistila, že částečný náboj každé vazby C–H bude přesně zrušen jiným.
„uhlík lze nalézt ve více druhů molekul, než součet všech ostatních druhů molekul v kombinaci. Vzhledem k množství uhlíku ve vesmíru—kované v jádrech hvězd, žaludek se na jejich povrchu, a vydala hojně do galaxie—lepší prvek neexistuje, na jejichž základě chemie a rozmanitost života. Jen lemování z uhlíku v hojnosti hodnost, kyslík je běžné, příliš, kované a propuštěn v pozůstatky vybuchlých hvězd. Kyslík i uhlík jsou hlavními složkami života, jak ho známe.“— Neil DeGrasse Tyson
Hexan je bezbarvá kapalina s bodem varu přibližně 50-70°C. To je většinou produkován upřesnění ropy a aplikace v zemědělství, zpracování potravin, kožené výrobky, a chromatografie.
rychlý základní nátěr na polaritu
nejprve rychlý přehled polarity. Polarita molekuly je měřítkem toho, jak rovnoměrně je elektrický náboj distribuován napříč molekulou. Každý prvek má hodnotu elektronegativity, která představuje, jak moc jednotlivé atomy prvku přitahují elektrony. Čím větší je hodnota EN, tím více atomy tohoto prvku přitahují elektrony. Například fluor (F)je nejvíce elektronegativní prvek a je přiřazena hodnota EN 4. Všechny ostatní hodnoty EN se počítají vzhledem k fluoru.
atomy tvoří kovalentní vazby sdílením svých valenčních elektronů. Když dva atomy s velkým rozdílem v elektronegativitě sdílejí elektrony, elektronegativnější prvek bude na sdílené elektrony přitahovat tvrději. To způsobí, že se sdílené elektrony přiblíží k elektronegativnějšímu prvku. Protože elektronegativnější atom sloučeniny má množství elektronů, zachycuje částečný záporný náboj. Naopak méně elektronegativní prvky zachycují částečný kladný náboj. To je podstata polarity: polarita je měřítkem toho, jak rovnoměrně prostorově distribuované elektrony jsou ve sloučenině.
zda dva atomy vytvoří polární vazbu, závisí na rozdílu mezi jejich hodnotami EN. Pokud rozdíl EN klesne mezi 0,5-2,0, je vazba klasifikována jako polární. Pokud je rozdíl EN menší než 0,5, pak se vazba považuje za nepolární. Pokud je rozdíl větší než 2, pak se vazba považuje za zcela polární a vhodněji se nazývá iontová vazba.
zda je celá molekula považována za polární, závisí na 2 věcech; polarita jejích základních vazeb a její geometrická struktura. Molekula s nepolárními vazbami může být stále celkově polární, protože molekula má asymetrickou geometrii. Molekula s polárními vazbami může být stále celkově nepolární, pokud má prostorově symetrickou geometrickou strukturu. Symetrie molekulární geometrie zajišťuje, že částečný náboj každé polární vazby je přesně zrušen antipodální polární vazbou.
“ definujeme organickou chemii jako chemii sloučenin uhlíku.“- Augustus Kekule
polarita hexanu
pomocí naší výše uvedené lekce polarity můžeme určit, zda je hexan polární nebo nepolární. Hexan se skládá převážně z vazeb C-H. Hodnota EN uhlíku je 2.55 a vodík je 2,2. Rozdíl mezi těmito dvěma hodnotami EN je 0,35, takže vazby C-H jsou považovány za nepolární. A co víc, hexan má velmi symetrickou molekulární geometrii, takže i kdyby byly vazby C-H považovány za polární, celá molekula by byla stále nepolární. Prostorové umístění vazeb by zajistilo, že všechny protichůdné náboje budou zrušeny, takže celkově by molekula nebyla polární.
technicky nejsou vazby C-H zcela nepolární. Uhlík má vyšší hodnotu EN než vodík, takže atomy uhlíku přitahují elektrony o něco tvrději než atomy vodíku. Toto množství tahu je velmi malé a zanedbatelné, takže za normálních okolností je bezpečné zacházet s vazbami C–H, jako by byly zcela nepolární. Na velmi malých měřítcích a minutu úrovně přesnosti, mírné polaritu C–H vazby by mít znatelný vliv, takže ať už, nebo ne C–H dluhopisů budou považovány za polární nebo nepolární závisí na kontextu.
Většina učebnic chemie zváží pouto, které má CS rozdíl menší než 0,5, jak je nepolární, jako lední akce je dost malý na to, aby byly ignorovány. Jediným skutečně non-polární vazby jsou tvořeny mezi atomy stejných CS hodnoty (například dvouatomová molekula prvky)
Izomery Hexanu
Přísně vzato, jméno „hexan“ může odkazovat se na jeden z 5 strukturálních izomerů s chemickým vzorcem C6H14. Strukturní izomer sloučeniny je ten, který má stejný chemický vzorec, ale jinou molekulární strukturu. Nejčastější formou hexanu se nazývá n-hexanu a skládá se z lineárních řetězců 4 methylen (CH2) funkční skupiny, vložené mezi 2 terminální methylové skupiny (- CH3). Lineární povaha molekuly dává n-hexanu relativně inertní charakter a n-hexan se často používá v laboratoři jako nepolární rozpouštědlo pro vysoce reaktivní chemikálie.
v Závislosti na přesném systému chemické názvosloví, strukturní izomery hexanu jsou někdy označovány jako deriváty pentan (C5H12) a butan (C4H10). Většina izomerů má podobné fyzikální vlastnosti, i když vykazují neobvykle široké rozdíly v bodech tání. Například isohexan (někdy nazývaný 2-methylpentan) má teplotu tání -153.7 °C, zatímco n-hexan má bod tání jen -95.3 °C.
Jako n-hexan, ostatní izomery hexanu mají tendenci být bezbarvé kapaliny při pokojové teplotě, nepolární, relativně chemicky inertní, a hořlavé.
hexan jako sloučenina
N-hexan je lineární uhlovodík, který je vyroben z centrálního řetězce 6 jednospojených atomů uhlíku. Každý atom uhlíku je vázán na dostatečné množství vodíků, které zabírají všechny jeho valenční štěrbiny. Každý atom uhlíku je „nasycen“ vodíky, protože nemají žádné nespojené elektronové páry.
„Organická chemie stala obrovské smetiště záhadné a zarážející sloučenin.“— J. Norman Collie
lineární geometrie hexanu a jeho plně nasycený uhlíkový řetězec je stabilní sloučenina, která je relativně inertní. Hexan obecně nebude reagovat s jinými sloučeninami a nebude hořet, pokud nebude vystaven dostatečnému množství tepla. Jakmile je vystaven tomuto teplu, bude prudce hořet a generovat velké množství tepla a energie. Přesné množství energie potřebné ke spalování hexanu je jedním z důvodů, proč se používá v benzínu. Výrobci benzínu nechtějí, aby jejich plyn spaloval příliš snadno, protože to snižuje účinnost, ale také nechtějí, aby bylo příliš obtížné spalovat. Hexan je spíše inertní až do určité teploty, po které bude energeticky spalovat. Spalovací reakce pro hexanu v kyslíku je:
2C6H14 + 19O2 → 12CO2 + 14H2O
V případech, kdy je omezen přísun kyslíku, hoření hexanu vypadá:
C6H14 + 😯2 → 3CO + 3CO2 +7H2O
hexan je obecně relativně netoxický a nepředstavuje významné riziko pro člověka. Akutní inhalace velkého množství může způsobit rozmazané vidění, bolesti hlavy a svalovou slabost, ale člověk by musel spolknout velmi velké množství, aby to bylo fatální. I když je většinou netoxický, inhalace hexanu může agitovat plicní tkáň a způsobit problémy s dýcháním nebo alergickou reakci.
použití hexanu
benzín
hexan je jednou z hlavních složek komerčního plynu a benzínu. Většina komerčních druhů benzínu se skládá ze směsi různých 4 až 12 uhlíkových alkanů, včetně hexanu a jeho izomerů, spolu s dalšími přísadami. Většina hexanu, který tvoří benzín, se vyrábí rafinací ropy. Chemické složky ropy jsou odděleny technikou zvanou frakční destilace, která odstraňuje nečistoty a odděluje složky jejich chemickou strukturou.
Výroba potravin
hexan se často používá k extrakci lipidů z jiných potravin. Například výrobci oleje na vaření používají hexan k extrakci rostlinných olejů ze sóji a semen. Ve skutečnosti je většina sójových produktů vyrobených v USA ošetřena hexanem. To vedlo k určité kontroverzi kvůli nedostatečné regulaci používání hexanu FDA. Kapacity extrakce lipidů hexanu také viděly jeho použití jako čisticí prostředek a průmyslový odmašťovač.
různá průmyslová odvětví
hexan se také používá při výrobě lepidel, střešních tašek, kožených výrobků a jako laboratorní rozpouštědlo. Všechna tato použití jsou způsobena skutečností, že hexan je relativně nereaktivní na širokou škálu faktorů prostředí. Střešní tašky jsou léčeni hexanu, aby se zabránilo jejich korozi a kůže je zpracována tak, aby chránit ji před poškozením UV a chemická degradace. Lepidlo na boty musí být stabilní a udržovat je přilnavost a hexan zabraňuje rozpadu adhezivních látek v lepidle na boty.
v laboratoři je hexan upřednostňován jako nepolární rozpouštědlo, protože může rozpouštět širokou škálu nepolárních organických sloučenin a je nereaktivní. Hexanové rozpouštědlo se často používá k čištění směsí sloučenin a izolaci složek směsi.