Heptano: estructura, usos y fórmula
¡No habría un índice de octanaje sin el heptano!
Si posee un automóvil, es posible que esté familiarizado con los índices de octanaje. Cada vez que vaya a la bomba, debe elegir entre gasolinas clasificadas con números como 87, 89 o 91; estos son índices de octanaje. Pero espera, se supone que esta lección es sobre el heptano, ¿verdad? Bueno, el hecho más interesante sobre el heptano es que se usa para definir el punto cero en la escala de octanaje .
Por definición, cuando se creó la escala de índice de octano, el heptano puro al 100% recibió una calificación de 0. Antes de estar disponible para la venta, todas las gasolinas se miden frente al heptano puro para determinar su índice de octano. Entonces, ¿qué es exactamente el heptano y de dónde viene?
Estructura y propiedades del heptano
Heptano es el nombre del hidrocarburo saturado de cadena lineal con 7 átomos de carbono y 16 átomos de hidrógeno. Los 7 átomos de carbono están conectados en una cadena larga sin ramificaciones. Se dice que está completamente saturado porque no contiene dobles enlaces entre los carbonos. Los hidrógenos están unidos de manera que cada carbono forma 4 enlaces con otros átomos.
La fórmula molecular del heptano es C7H16, y su estructura química se puede dibujar de muchas formas que son todas equivalentes entre sí. A veces, el nombre se escribirá ‘n-heptano’, donde n significa normal y transmite que los siete átomos de carbono están dispuestos en línea recta.
A temperatura ambiente, el heptano es un líquido incoloro con olor a gasolina. Emite humos fácilmente, y tanto el líquido como los humos son altamente inflamables.
Cómo se usa el heptano
El heptano puro tiene dos usos principales. El primer uso es como el punto cero estándar para la escala de octanaje para gasolina. Como conductor, es posible que haya notado que el combustible de mayor octanaje es más caro porque es mejor para su motor. Puede concluir correctamente que un combustible de octanaje cero sería terrible para su automóvil. De hecho, el heptano puro con su índice de octanaje cero es una elección de combustible terrible. La razón es que el heptano arde de manera muy explosiva, que es la fuente de detonación del motor. Aunque el heptano no es deseable en el combustible para automóviles, la gasolina real es una mezcla compleja que contiene algo de heptano.
El segundo uso del heptano puro es como disolvente de laboratorio. Un buen disolvente debería poder disolver los reactivos (ingredientes) de la reacción química, pero no interferir con la reacción. El heptano hace esto bien porque tiene una reactividad casi nula con otras moléculas, y muchas moléculas orgánicas que no se disuelven en agua se disuelven en heptano.
En otras aplicaciones, el heptano está presente como parte de una mezcla. Es un componente frecuente en disolventes adhesivos o soluciones que pueden romperse y disolver sustancias pegajosas. Si alguna vez obtiene accidentalmente un adhesivo fuerte, como el cemento de goma, en el lugar equivocado y necesita quitarlo, necesitará un solvente especializado para disolverlo. Por ejemplo, Scotch Weld de 3M es una mezcla de heptano y tolueno y se sugiere para limpiar el exceso de adhesivos de piezas y equipos.
Fuentes de heptano
El heptano proviene principalmente de la refinación de petróleo, donde forma parte de una mezcla de productos de refinería. Se estima que se producen anualmente entre 100 y 500 millones de libras. Si se necesita heptano puro (como para la prueba de índice de octanaje), generalmente se obtiene de fuentes de árboles, específicamente el pino de Jeffrey en el oeste de América del Norte. El heptano producido a partir del petróleo crudo tiene demasiados contaminantes mezclados (y que son difíciles de eliminar) para usarse en la medición de índices de octanaje.
Seguridad y manipulación del heptano
El heptano es altamente inflamable y debe almacenarse alejado del calor en un área bien ventilada. La hoja de datos de seguridad del material para el heptano lo enumera como ligeramente peligroso en caso de contacto con la piel, contacto con los ojos, ingestión o inhalación. Los guantes, las gafas protectoras y un respirador de vapor son el equipo de seguridad recomendado para manipular el heptano.
Resumen de la lección
Revisemos. El heptano es un hidrocarburo de cadena lineal que se utiliza principalmente como estándar de medida para los índices de octanaje de la gasolina, como disolvente y como componente de la gasolina. Es un líquido incoloro y altamente inflamable con olor a gasolina. El heptano se puede obtener en grandes cantidades a partir del petróleo y en cantidades más pequeñas y más puras de los pinos Jeffrey.