เฮ้! ในฐานะผู้จัดหาอัลเคน ฉันมีความรู้มากมายเกี่ยวกับไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้ และวันนี้ ฉันจะพูดคุยเกี่ยวกับจุดเดือดของอัลเคนเปลี่ยนแปลงตามน้ำหนักโมเลกุลอย่างไร
ก่อนอื่น เรามาทำความเข้าใจเบื้องต้นว่าอัลเคนคืออะไร อัลเคนเป็นไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวซึ่งหมายความว่าพวกมันประกอบด้วยพันธะเดี่ยวคาร์บอน - คาร์บอนและพันธะคาร์บอน - ไฮโดรเจนเท่านั้น พวกเขามีสูตรทั่วไป CₙH₂ₙ₊₂ ตัวอย่างง่ายๆ ได้แก่ มีเทน (CH₄) อีเทน (C₂H₆) โพรเพน (C₃H₈) และอื่นๆ
เมื่อพูดถึงความสัมพันธ์ระหว่างจุดเดือดของอัลเคนกับน้ำหนักโมเลกุลของพวกมัน มันมีรูปแบบที่ค่อนข้างชัดเจน โดยทั่วไปแล้ว เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของอัลเคนเพิ่มขึ้น จุดเดือดของพวกมันก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน
ทำไมเป็นอย่างนั้น? ทุกอย่างขึ้นอยู่กับแรงระหว่างโมเลกุลที่กำลังเล่นอยู่ แรงระหว่างโมเลกุลหลักในอัลเคนคือแรงกระจายตัวของลอนดอน แรงเหล่านี้เป็นแรงดึงดูดชั่วคราวที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในโมเลกุลอย่างต่อเนื่อง เมื่ออิเล็กตรอนมีความเข้มข้นมากขึ้นที่ด้านหนึ่งของโมเลกุล มันจะสร้างไดโพลชั่วคราว ไดโพลชั่วคราวนี้สามารถกระตุ้นให้เกิดไดโพลในโมเลกุลข้างเคียง ทำให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลทั้งสอง
อัลเคนที่มีขนาดใหญ่กว่าจะมีอิเล็กตรอนมากกว่าเนื่องจากมีอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนมากกว่า เมื่อมีอิเล็กตรอนมากขึ้น ก็มีโอกาสมากขึ้นที่จะเกิดไดโพลชั่วคราวที่แข็งแกร่งขึ้น เป็นผลให้แรงกระจายของลอนดอนระหว่างโมเลกุลอัลเคนที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นแข็งแกร่งกว่าแรงกระจายระหว่างโมเลกุลอัลเคนที่มีขนาดเล็กกว่า
ลองมาดูตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริงเพื่ออธิบายประเด็นนี้กัน มีเทนซึ่งมีสูตรโมเลกุลเป็น C H₄ และมีน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างต่ำประมาณ 16 กรัม/โมล จะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง จุดเดือดอยู่ที่ประมาณ - 161.5 °C อีเทน (C₂H₆) ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 30 กรัม/โมล ก็มีอยู่ในรูปของก๊าซเช่นกันที่อุณหภูมิห้อง แต่มีจุดเดือดสูงกว่าที่ประมาณ - 88.6 °C
เมื่อเราเลื่อนระดับห่วงโซ่ขึ้น เราเริ่มเห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ ออกเทน (C₈H₁₈) ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 114 กรัม/โมล เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง มีจุดเดือดประมาณ 125.7 °C และหากเราพิจารณาต่อไปอีก eicosane (C₂₀H₄₂) ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 282 กรัม/โมล จะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง และมีจุดเดือดประมาณ 343 °C
แนวโน้มของการเพิ่มจุดเดือดตามน้ำหนักโมเลกุลที่เพิ่มขึ้นนี้มีความสำคัญมากในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม น้ำมันดิบเป็นส่วนผสมของอัลเคนหลายชนิดที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน เมื่อน้ำมันดิบได้รับการกลั่น การกลั่นแบบแยกส่วนจะใช้เพื่อแยกอัลเคนเหล่านี้ตามจุดเดือด อัลเคนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่า เช่น มีเทน อีเทน และโพรเพน จะถูกเดือดก่อนและจะถูกรวบรวมที่ด้านบนของคอลัมน์การกลั่น อัลเคนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า เช่น อัลเคนสายโซ่ยาวที่ใช้ในน้ำมันหล่อลื่นและแว็กซ์ มีจุดเดือดสูงกว่าและจะถูกรวบรวมที่ด้านล่างของคอลัมน์
ตอนนี้ มันไม่ใช่ความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงเสมอไป มีปัจจัยอื่นๆ ที่อาจส่งผลต่อจุดเดือดของอัลเคนเช่นกัน ตัวอย่างเช่น รูปร่างของโมเลกุลอัลเคนสามารถมีบทบาทได้ โดยทั่วไปอัลเคนที่แยกกิ่งจะมีจุดเดือดต่ำกว่าอัลเคนที่มีสายโซ่ตรงที่มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากัน เนื่องจากอัลเคนที่แตกแขนงออกมีรูปร่างที่กะทัดรัดกว่า ซึ่งจะช่วยลดพื้นที่ผิวสำหรับปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล เป็นผลให้แรงกระจายในลอนดอนระหว่างโมเลกุลอัลเคนที่มีกิ่งก้านมีค่าอ่อนกว่าแรงกระจายระหว่างโมเลกุลอัลเคนที่มีสายโซ่ตรง
เรามาพูดถึงอัลเคนเฉพาะที่เราจัดหากันดีกว่า สินค้ายอดนิยมอย่างหนึ่งก็คือไซโคลเฮกเซน. ไซโคลเฮกเซนเป็นไซคลิกแอลเคนที่มีสูตรโมเลกุล C₆H₁₂ มีจุดเดือดค่อนข้างสูงกว่าเมื่อเทียบกับอัลเคนสายโซ่ตรงที่มีขนาดเล็กกว่าบางตัว เนื่องจากมีโครงสร้างเป็นวงรอบ ซึ่งช่วยให้สามารถอัดตัวโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและมีแรงระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่งขึ้น มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวทำละลายในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงอุตสาหกรรมสีและยาง
สารประกอบที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งก็คืออีพิคลอโรไฮดริน. แม้ว่าจะไม่ใช่อัลเคนบริสุทธิ์ (ประกอบด้วยกลุ่มอีพอกซี) แต่ก็ยังมีคุณสมบัติคล้ายอัลเคนอยู่บ้าง อีพิคลอโรไฮดรินมีจุดเดือดประมาณ 117.9 °C เป็นสื่อกลางที่สำคัญในการผลิตอีพอกซีเรซินและสารเคมีอื่นๆ
เรายังนำเสนอไซโคลเฮกเซน – ตัวทำละลายตัวพาเคมีเกษตรสำหรับสารเข้มข้นที่ผสมได้. คุณสมบัติของไซโคลเฮกเซน เช่น จุดเดือดที่ค่อนข้างสูงและการละลายได้ดี ทำให้เป็นตัวทำละลายตัวพาในอุดมคติสำหรับเคมีเกษตร ช่วยในการกำหนดสูตรและการใช้สารกำจัดศัตรูพืชและสารเคมีทางการเกษตรอื่นๆ อย่างเหมาะสม
ดังนั้น หากคุณอยู่ในอุตสาหกรรมที่ต้องใช้อัลเคน ไม่ว่าจะเป็นตัวทำละลาย เชื้อเพลิง หรือการสังเคราะห์ทางเคมี การทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างจุดเดือดและน้ำหนักโมเลกุลถือเป็นสิ่งสำคัญ คุณสามารถเลือกอัลเคนที่เหมาะสมได้ตามความต้องการเฉพาะของคุณ เช่น สภาวะอุณหภูมิของกระบวนการของคุณ หรือข้อกำหนดในการละลาย
ในฐานะซัพพลายเออร์อัลเคน เรามุ่งมั่นที่จะจัดหาอัลเคนคุณภาพสูงเพื่อตอบสนองความต้องการของคุณ ไม่ว่าคุณจะต้องการปริมาณน้อยเพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัยหรือวัสดุอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เราก็พร้อมรองรับคุณ หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเราหรือมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับการเลือกอัลเคนสำหรับการใช้งานของคุณ อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราพร้อมพูดคุยและช่วยคุณค้นหาโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับธุรกิจของคุณ
อ้างอิง
- แอตกินส์, พี. และเดอพอลลา, เจ. (2549) เคมีเชิงฟิสิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด.
- แมคเมอร์รี เจ. (2012) เคมีอินทรีย์. บรูคส์/โคล