HEPTANA (C7H16): STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The heptana merupakan senyawa organik yang rumus kimia adalah C ₇ H ₁₆ dan terdiri dari sembilan isomer struktural, yang paling dikenal adalah linear. Ini adalah hidrokarbon, khususnya alkana atau parafin, yang ditemukan di sebagian besar laboratorium kimia organik, baik di bidang pengajaran atau penelitian.

Tidak seperti pelarut parafin lainnya, heptana memiliki volatilitas yang lebih rendah, yang membuatnya relatif lebih aman untuk digunakan; selama tidak ada sumber panas di sekitar uap Anda dan Anda bekerja di dalam sungkup ekstraktor. Disamping kemudahbakarannya, ini adalah senyawa yang cukup lembam untuk berfungsi sebagai media reaksi organik.

Molekul N-Heptana diwakili oleh model bola-dan-tongkat. Sumber: Ben Mills dan Jynto

Gambar atas menunjukkan struktur n -heptana, isomer linier dari semua heptan. Karena ini adalah isomer yang paling umum dan bernilai komersial, serta yang paling mudah untuk disintesis, maka cenderung dipahami bahwa istilah 'heptana' mengacu secara eksklusif pada n-heptana; kecuali dinyatakan lain.

Namun, di dalam botol senyawa cair ini disebutkan mengandung n -heptana. Mereka harus dibuka di dalam tudung ekstraktor dan pengukuran dilakukan dengan hati-hati.

Ini adalah pelarut yang sangat baik untuk lemak dan minyak, itulah sebabnya ia sering digunakan selama ekstraksi esensi tumbuhan atau produk alami lainnya.

Struktur

n-heptana dan interaksi antarmolekulnya

Seperti dapat dilihat pada gambar pertama, molekul n -heptana adalah linier, dan karena hibridisasi kimiawi atom karbonnya, rantai membentuk zigzag. Molekul ini bersifat dinamis karena ikatan CC-nya dapat berputar, menyebabkan rantai sedikit menekuk pada sudut yang berbeda. Ini berkontribusi pada interaksi antarmolekul mereka.

N-heptana adalah molekul hidrofobik nonpolar, dan oleh karena itu interaksinya didasarkan pada gaya dispersif London; Ini adalah yang bergantung pada massa molekul senyawa dan luas kontaknya. Dua molekul n -heptana mendekati satu sama lain sedemikian rupa sehingga rantai mereka "saling bertumpuk".

Interaksi ini cukup efektif untuk menjaga molekul n-heptana kohesif dalam cairan yang mendidih pada suhu 98ºC.

Isomer

Sembilan isomer heptana. Sumber: Steffen 962

Pada awalnya dikatakan bahwa rumus C ₇ H ₁₆ mewakili total sembilan isomer struktural, n-heptana adalah yang paling relevan (1). Delapan isomer lainnya ditunjukkan pada gambar di atas. Perhatikan sekilas bahwa beberapa lebih bercabang daripada yang lain. Dari kiri ke kanan, mulai dari atas, kami memiliki:

(2): 2-metilheksana

(3): 3-metilheksana, yang terdiri dari sepasang enansiomer (a dan b)

(4): 2,2-dimetilpentana, juga dikenal sebagai neoheptana

(5): 2,3-dimetilpentana, lagi-lagi dengan sepasang enansiomer

(6): 2,4-dimetilpentana

(7): 3,3-dimetilpentana

(8): 3-ethylpentane

(9): 2,2,3-trimetilbutan.

Masing-masing isomer ini memiliki sifat dan aplikasi independen n -heptana, sebagian besar disediakan untuk bidang sintesis organik.

Sifat heptana

Penampilan fisik

Cairan tak berwarna dengan bau seperti bensin.

Masa molar

100,205 g / mol

Titik lebur

-90,549 ºC, menjadi kristal molekuler.

Titik didih

98,38 ° C.

Tekanan uap

52,60 atm pada 20 ° C. Perhatikan seberapa tinggi tekanan uapnya, meski kurang volatil dibandingkan pelarut parafin lainnya, seperti heksana dan pentana.

Massa jenis

0,6795 g / cm ³ . Di sisi lain, uap heptana 3,45 kali lebih padat dari udara, yang berarti uapnya akan tertinggal di ruang tempat sebagian cairannya tumpah.

Kelarutan air

Karena heptana adalah senyawa hidrofobik, ia hampir tidak dapat larut dalam air untuk menghasilkan larutan dengan konsentrasi 0,0003% pada suhu 20ºC.

Kelarutan dalam pelarut lain

Heptana larut dengan karbon tetraklorida, etanol, aseton, minyak bumi ringan, dan kloroform.

Indeks bias (

1.3855.

Viskositas

0,389 mPa dtk

Kapasitas panas

224,64 J / K mol

titik pengapian

-4 ºC

Suhu nyala otomatis

223 ºC

Tegangan permukaan

19,66 mN / m pada 25 ºC

Panas pembakaran

4817 kJ / mol.

Reaktivitas

Uap heptana ketika dekat dengan sumber panas (nyala api), bereaksi secara eksotermis dan kuat dengan oksigen di udara:

C ₇ H ₁₆ + 11O ₂ => 7CO ₂ + 8H ₂ O

Namun, di luar reaksi pembakaran, heptana merupakan cairan yang cukup stabil. Kurangnya reaktivitasnya disebabkan oleh fakta bahwa ikatan CH-nya sulit diputus, sehingga tidak rentan terhadap substitusi. Demikian pula, tidak terlalu sensitif terhadap oksidator kuat, selama tidak ada api di dekatnya.

Bahaya terbesar heptana adalah sifatnya yang mudah menguap dan mudah terbakar, jadi ada risiko kebakaran jika tumpah di tempat yang panas.

Aplikasi

Pelarut dan media reaksi

Heptana adalah pelarut yang sangat baik untuk melarutkan minyak dan lemak. Sumber: Pxhere.

Karakter hidrofobik heptana menjadikannya pelarut yang sangat baik untuk melarutkan minyak dan lemak. Dalam aspek ini telah digunakan sebagai degreaser. Namun, aplikasi terbesarnya terletak pada penggunaan sebagai pelarut ekstraksi, karena ia melarutkan komponen lipid, serta senyawa organik lain dari sampel.

Misalnya, jika Anda ingin mengekstrak semua komponen kopi bubuk, kopi akan dimaserasi dalam heptana, bukan air. Metode ini dan variasinya telah diterapkan dengan semua jenis benih, berkat sari tumbuhan dan produk alami lainnya telah diperoleh.

Heptana, yang secara alami tidak berwarna, akan berubah menjadi warna minyak yang diekstraksi. Kemudian, diputar hingga akhirnya memiliki volume minyak yang semurni mungkin.

Di sisi lain, rendahnya reaktivitas heptana juga memungkinkannya menjadi pilihan saat mempertimbangkan media reaksi untuk melakukan sintesis. Menjadi pelarut yang baik untuk senyawa organik, ini memastikan bahwa reagen tetap berada dalam larutan dan berinteraksi satu sama lain dengan baik saat bereaksi.

Agen pemicu

Dalam kimia perminyakan, umumnya mengendapkan asphaltenes dari sampel mentah dengan menambahkan heptana. Metode ini memungkinkan untuk mempelajari stabilitas minyak mentah yang berbeda dan menentukan seberapa rentan kandungan asphaltene mereka untuk mengendapkan dan menyebabkan serangkaian masalah bagi industri minyak.

Oktan

Heptana telah digunakan sebagai bahan bakar karena sejumlah besar panas yang dilepaskannya saat terbakar. Namun, sejauh menyangkut mesin mobil, akan merugikan performanya jika digunakan dalam bentuk murni. Karena pembakarannya sangat eksplosif, ini berfungsi untuk menentukan 0 pada skala oktan bensin.

Bensin mengandung persentase heptana dan hidrokarbon lain yang tinggi sehingga bilangan oktan mencapai nilai yang diketahui (91, 95, 87, 89, dll.).

Referensi

1. Morrison, RT dan Boyd, R, N. (1987). Kimia organik. Edisi ke-5. Editorial Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. (Edisi ke-10.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Heptan. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
5. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2020). Basis Data PubChem Heptane. CID = 8900. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020). Heptan. ScienceDirect. Diperoleh dari: sciencedirect.com
7. Bell Chem Corp. (7 September 2018). Penggunaan Heptana untuk Industri. Diperoleh dari: bellchem.com
8. Andrea Kropp. (2020). Heptana: Struktur, Kegunaan & Formula. Belajar. Diperoleh dari: study.com