Selam! Bir alkan tedarikçisi olarak bu hidrokarbonlar hakkında tonlarca bilgim var ve bugün alkanların kaynama noktalarının moleküler ağırlığa göre nasıl değiştiği hakkında konuşacağım.
Öncelikle alkanların ne olduğu hakkında temel bir bilgi edinelim. Alkanlar doymuş hidrokarbonlardır, yani yalnızca karbon - karbon tekli bağları ve karbon - hidrojen bağlarını içerirler. CₙH₂ₙ₊₂ genel formülüne sahiptirler. Basit örnekler arasında metan (CH₄), etan (C₂H₆), propan (C₃H₈) vb. yer alır.
Şimdi, alkanların kaynama noktaları ile moleküler ağırlıkları arasındaki ilişkiye gelince, oldukça net bir model var. Genel olarak alkanların molekül ağırlığı arttıkça kaynama noktaları da artar.
Nedenmiş? Aslında her şey moleküller arası kuvvetlerin etkisine bağlı. Alkanlardaki ana moleküller arası kuvvet Londra dağılım kuvvetidir. Bu kuvvetler moleküllerdeki elektronların sürekli hareketi nedeniyle oluşan geçici çekim kuvvetleridir. Elektronlar molekülün bir tarafında daha fazla yoğunlaştığında geçici bir dipol oluşur. Bu geçici dipol daha sonra komşu bir molekülde bir dipolü indükleyebilir ve bu da iki molekül arasında çekici bir kuvvete yol açabilir.
Daha büyük alkanlar daha fazla elektrona sahiptir çünkü daha fazla karbon ve hidrojen atomuna sahiptirler. Daha fazla elektronla daha güçlü geçici dipoller oluşturma şansı artar. Sonuç olarak, daha büyük alkan molekülleri arasındaki London dağılım kuvvetleri, daha küçük alkan molekülleri arasındakilerden daha güçlüdür.
Bu noktayı açıklamak için gerçek dünyadan bazı örneklere göz atalım. CH₄ moleküler formülüne ve yaklaşık 16 g/mol gibi nispeten düşük bir moleküler ağırlığa sahip olan metan, oda sıcaklığında bir gazdır. Kaynama noktası -161,5 °C civarındadır. Molekül ağırlığı yaklaşık 30 g/mol olan etan (C₂H₆) da oda sıcaklığında gaz halinde bulunur, ancak kaynama noktası -88,6 °C civarında daha yüksektir.
Zincirde yukarı doğru ilerledikçe önemli bir değişiklik görmeye başlıyoruz. Molekül ağırlığı yaklaşık 114 g/mol olan oktan (C₈H₁₈), oda sıcaklığında bir sıvıdır. Kaynama noktası 125,7°C civarındadır. Daha da ileri gidersek, moleküler ağırlığı yaklaşık 282 g/mol olan eikosan (C₂₀H₄₂), oda sıcaklığında katıdır ve kaynama noktası yaklaşık 343 °C'dir.
Molekül ağırlığının artmasıyla birlikte kaynama noktalarının da artması eğilimi petrol endüstrisinde gerçekten önemlidir. Ham petrol, farklı molekül ağırlıklarına sahip çeşitli alkanların bir karışımıdır. Ham petrol rafine edildiğinde bu alkanları kaynama noktalarına göre ayırmak için ayrımsal damıtma kullanılır. Metan, etan ve propan gibi düşük moleküler ağırlıklı alkanlar önce kaynatılır ve damıtma kolonunun tepesinde toplanır. Yağlama yağları ve mumlarda kullanılan uzun zincirli alkanlar gibi daha yüksek molekül ağırlıklı alkanlar daha yüksek kaynama noktalarına sahiptir ve kolonun tabanında toplanır.
Bu her zaman kusursuz biçimde doğrusal bir ilişki değildir. Alkanların kaynama noktalarını etkileyebilecek başka faktörler de vardır. Örneğin alkan molekülünün şekli bir rol oynayabilir. Dallanmış alkanlar genellikle aynı molekül ağırlığına sahip düz zincirli alkanlara göre daha düşük kaynama noktalarına sahiptir. Bunun nedeni, dallanmış alkanların daha kompakt bir şekle sahip olmaları ve bu da moleküller arası etkileşimler için mevcut yüzey alanını azaltmasıdır. Sonuç olarak, dallanmış alkan molekülleri arasındaki London dağılım kuvvetleri, düz zincirli alkan molekülleri arasındakilerden daha zayıftır.
Tedarik ettiğimiz bazı spesifik alkanlar hakkında biraz konuşalım. Popüler ürünlerden birisikloheksan. Sikloheksan, C₆H₁₂ moleküler formülüne sahip siklik bir alkandır. Moleküllerin daha etkili bir şekilde paketlenmesine ve moleküller arası kuvvetlerin daha güçlü olmasına olanak tanıyan döngüsel yapısından dolayı bazı küçük düz zincirli alkanlarla karşılaştırıldığında nispeten daha yüksek bir kaynama noktasına sahiptir. Boya ve kauçuk endüstrileri de dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde yaygın olarak solvent olarak kullanılır.
Bir başka ilginç bileşik iseEpiklorohidrin. Saf bir alkan olmasa da (bir epoksi grubu içerir), yine de bazı alkan benzeri özelliklere sahiptir. Epiklorohidrinin kaynama noktası yaklaşık 117,9 °C'dir. Epoksi reçinelerin ve diğer kimyasalların üretiminde önemli bir ara maddedir.
Biz de sunuyoruzSikloheksan – Emülsifiye Edilebilir Konsantreler İçin Tarımsal Kimyasal Taşıyıcı Solvent. Sikloheksanın nispeten yüksek kaynama noktası ve iyi çözünürlüğü gibi özellikleri, onu tarım kimyasalları için ideal bir taşıyıcı solvent haline getirir. Pestisitlerin ve diğer tarım kimyasallarının doğru formülasyonuna ve uygulanmasına yardımcı olur.
Dolayısıyla, ister solvent, ister yakıt, ister kimyasal sentez olsun, alkanlara ihtiyaç duyan bir sektördeyseniz kaynama noktaları ile moleküler ağırlık arasındaki ilişkiyi anlamak çok önemlidir. Prosesinizin sıcaklık koşulları veya çözünürlük gereksinimleri gibi özel ihtiyaçlarınıza göre doğru alkanı seçebilirsiniz.
Bir alkan tedarikçisi olarak taleplerinizi karşılamak için yüksek kaliteli alkanlar sağlamaya kendimizi adadık. İster araştırma amaçlı küçük miktarlara ister büyük ölçekli endüstriyel malzemelere ihtiyacınız olsun, yanınızdayız. Ürünlerimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız veya uygulamalarınız için alkan seçimiyle ilgili sorularınız varsa bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Sohbet etmek ve işletmeniz için en iyi çözümleri bulmanıza yardımcı olmak için buradayız.
Referanslar
- Atkins, P. ve de Paula, J. (2006). Fiziksel Kimya. Oxford Üniversitesi Yayınları.
- McMurry, J. (2012). Organik kimya. Brooks/Cole.