正庚烷(n-庚烷)又稱庚、己基甲烷,是一種無色易揮發的液體,有淡的似汽油的氣味,有九種同分異構體,分子式為C7H16,摩爾質量100.21g/摩爾。它不溶于水,溶于醇,可混溶于三氯甲烷、乙醚等有機溶劑。正庚烷極易燃,遇明火、高熱、磷、氯、強氧化劑能引起燃燒爆炸,其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物;還能與鹵素發生取代反應,一定條件下可發生異構化反應等。
正庚烷可作為測定辛烷值的標注、溶劑,同時也被用作橡膠、油漆和彩釉玻璃的溶劑,以及印刷工業的清洗劑等。它在有機合成和實驗試劑制備中也發揮重要作用,還被用于測定臭氧含量、三甘油、農藥殘留分析,以及光譜和熒光分析的試劑等。
正庚烷純品毒性不大,商品庚烷中含有芳香經和甲基環己烷時毒性增加,刺激皮膚。長期接觸可引起神經衰弱候群癥,少數人有輕度中性白細胞減少癥、消化不良等。皮膚接觸需要脫去被污染的衣著,用肥皂水及清水沖洗。若有灼傷,應就醫。
理化性質
物理性質
正庚烷是一種無色易揮發液體,有淡的似汽油的氣味,分子式為C7H16,摩爾質量100.21g/摩爾,密度為0.684g/cm3(20℃),熔點90.7℃,沸點98.5℃,黏度為0.409×10-3Pa·s,飽和蒸氣壓6.36kPa(25℃)。它不溶于水,溶于醇,可混溶于三氯甲烷、乙醚等有機溶劑。
化學性質
氧化反應
正庚烷極易燃,遇明火、高熱、磷、氯、強氧化劑能引起燃燒爆炸,其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限(V/V): 1.05%(下限)~6.7%。正庚烷的燃燒反應式為:
取代反應
在光照或加熱的作用下,正庚烷與能與鹵族元素(如氯、溴)發生取代反應。但是由于正庚烷分子中存在著不同類型的氫原子,因此產物比較復雜。例如,在光照的作用下,正庚烷與氯氣反應可以得到各種一氯代物或多氯代物:
異構化反應
通常情況下,正庚烷異構化反應是臨氫、高溫、連續的氣相反應,除生成異構C7烷烴產物外,還產生以丙烷和丁烷為主的低碳烷烴裂化副產物。例如,臨氫條件下,正庚烷在負載金屬-酸載體雙功能催化劑下的異構化反應過程:
碳正離子形成:
碳正離子骨架異構化:
異構烷烴形成:
應用領域
正庚烷可作為測定辛烷值的標準,溶劑,同時也被用作橡膠、油漆和油墨的溶劑,以及印刷工業的清洗劑。此外,它也是動植物油脂的萃取溶劑。正庚烷還被用作汽油發動機測定抗震值的標準燃料,以及制藥工業中的溶劑。它在有機合成和實驗試劑制備中也發揮重要作用。例如,通過鉑催化重整,正庚烷可以在500℃時轉化為甲苯,而硝化反應則可制得2-硝基庚烷。此外,正庚烷還被用于測定臭氧含量、三甘油酯、農藥殘留分析,以及光譜和熒光分析中。
制備方式
來源與制法:正庚烷是從石油取得的揮發性烴。由石油蒸餾所得沸程為90~100℃的碳氫化合物。用硫酸,除去不飽和烴,經精密分餾提純即得。亦可用合成法由一氧化碳及氫制得合成石油、再經分餾、加氫處理得到高純度正庚烷。
鑒別試驗:(1)取0.5g正庚烷加水10ml搖動混合,加溴試液5滴時,試液的紅色不消失。
(2)10ml正庚烷加10ml硝酸,在高溫度加熱后,加亞硝酸鈉試液2ml時,液體呈紅色。
同分異構體
庚烷有九種同分異構體。庚烷的分子式為C7H16,結構式含七個碳的主鏈而無側鏈的,即為正庚烷:
含六個碳原子的主鏈,接一個甲基側鏈的,有二個異構體:
含五個碳原子的主鏈,接二個甲基側鏈的,有四個異構體:
此外,含五個碳原子的主鏈,接一個乙基側鏈的,還有一個異構體:
含四個碳原子的主鏈,接三個甲基側鏈的,有一個異構體:
安全事宜
GHS分類
H225(100%):高度易燃的液體(危險易燃液體)
H304(100%):若吞食或進入呼吸道,可能致命(吸入危險)
H315(100%):引起皮膚刺激(注意皮膚腐蝕/刺激)
H336(100%):可能引起嗜睡或頭暈(注意:這是一種特定靶器官毒性的表現,僅在單次接觸時出現,并可能伴有麻醉效應)
H400(95.36%):對水生生物有劇毒(注意:急性危害水生環境)
H410(99.93%):對水生生物有劇毒,同時還會對水生環境產生長期影響(注意:長期危害水生環境)
參考資料
儲存
正庚烷對金屬無腐蝕性,可用鐵、銅、鋁容器密封儲存于陰涼通風倉間,且倉溫不得超過30℃。需防止陽光直射,正庚烷應與氧化劑、磷、氯、硝酸等物嚴格分倉間存放。
泄漏與消防
正庚烷泄露,應疏散人員至安全區,切斷火源。應急處理人員需戴自給式呼吸器,穿一般消防防護服,在確保安全情況下堵漏,噴水霧減少蒸發。用活性炭或其他惰性材料吸收,然后收集運至廢物處理場所處置。也可以用不燃性分散劑制成的乳液刷洗,經稀釋的洗水放入廢水系統。正庚烷為一級易燃液體,應注意防火。著火時不能用水,須用泡沫滅火劑、二氧化碳滅火劑、干粉滅火劑及沙土滅火。
健康危害
參考資料
正庚烷純品毒性不大,商品庚烷中含有芳香經和甲基環己烷時毒性增加,刺激皮膚。人在含有4.09mg/m3濃度的空氣中6min或8.2mg/m3下4min即會引起眩暈。工作場所最高容許濃度為500ppm。長期接觸可引起神經衰弱候群癥,少數人有輕度中性白細胞減少癥、消化不良。對皮膚可引起疼痛、灼傷及癢感。
中毒癥狀:引起眩暈、惡心、厭食、欣快感和步態蹣跚,甚至出現意識喪失和木僵狀態。
急救措施
皮膚接觸:脫去被污染的衣著,用肥皂水及清水沖洗。若有灼傷,就醫。
眼接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。
吸入:至空氣新鮮處。呼吸困難時給輸氧。呼吸及心跳停止者立即進行人工呼吸和胸外心臟按壓術。
食入:飲溫水,催吐。
參考資料 >
Heptane.PubChem.2024-04-22