Изомеры гептана: общая характеристика и применение

Гептан – органическое вещество, с формулой С7Н16. Он представляет собой жидкость с плотностью примерно 0,7 грамм/см3. Благодаря тому, что в его молекуле нет ни двойных, ни тройных связей, а поляризация связи между атомами углерода и водорода довольно слабая, гептан довольно устойчив с химической точки зрения.

Общая характеристика изомеров гептана

Гептан с трудом вступает в какие-либо реакции. У этого органического вещества существует девять изомеров (а если считать еще и оптические изомеры, то можно выделить 11 изомеров). Все они имеют одинаковую эмпирическую формулу С7Н16, но различаются по структуре и, соответственно, по физическим свойствам.

Все изомеры гептана – это бесцветные прозрачные легковоспламеняющиеся жидкости с резким запахом. Их температура кипения колеблется от 79,20оС (2.2-Диметилпентан) до 98,43оС (н-гептан). А плотность лежит в пределах от 0,6727 грамм/см3 (2,4-Диметилпентан) до 0,6982 грамм/см3 (3-Этилпентан).

Изомеры гептана практически нерастворимы в воде, но хорошо растворяются во многих органических жидкостях. Они малоактивны, однако могут участвовать в реакциях, протекающих с образованием свободных радикалов. Например, в реакциях галогенирования, при повышенной температуре или УФ-облучении. Однако таким образом можно осуществить фторирование, хлорирование или бромирование изомеров гептана, а йод в реакцию с этими веществами не вступает.

Известно, что изомеры гептана также могут участвовать в реакциях сульфохлорирования, каталитического окисления. Они способны разлагаться (для этого необходима либо весьма высокая температура, свыше 1000оС, либо присутствие специального катализатора, что позволяет проводить реакцию при более низких температурах, порядка 400 – 500оС), а также гореть в атмосфере кислорода, с образованием воды и углекислого газа. Эта реакция протекает по следующей формуле: 2 С7Н14 + 21О2 = 14СО2 + 14Н2О

При недостатке кислорода реакция может привести либо к образованию угарного газа, выглядеть формула будет так: С7Н14 + 7О2 = 7СО + 7Н2О.

Либо к образованию углерода. В этом случае записать ее можно в виде реакции: 2С7Н14 + 7О2 = 14С + 14Н2О

Как применяются изомеры гептана

Н-Гептан служит сырьем для получения некоторых видов органических соединений. Кроме того, он применяется в качестве первичного эталона при определении детонационных свойств топлива, поскольку его октановое число (показатель, характеризующий способность топлива сопротивляться самовоспламенению при сжатии) равно 0. А один из изомеров этого органического вещества 2,2,3-Триметилбутан, напротив, повышает октановое число топлива, и поэтому широко используется как присадка к нему.