Октан: формула, как получить и где использовать

Октан - это органическое соединение, входящее в состав бензина. Благодаря октану бензин приобретает важные эксплуатационные свойства.

Что такое октан и его свойства?

Октан представляет собой насыщенный углеводород и относится к классу алканов. Его молекулярная формула - C8H18. В цепочке из 8 атомов углерода каждый атом соединен с водородом.

Октан существует в виде бесцветной жидкости с характерным запахом, напоминающим бензин.

Физические свойства октана:

• Температура плавления - 56,8°C
• Температура кипения - 125,7°C
• Плотность - 0,703 г/см3
• Не растворяется в воде.

Химические свойства октана в целом типичны для алканов. Он способен вступать в реакции замещения, окисления, изомеризации.

Важной характеристикой октана является октановое число. Оно показывает способность бензина смеси октана с гептаном противостоять детонации. Чем выше это число, тем качественнее бензин.

Различают нормальный октан и изооктан - его структурный изомер. Изооктан имеет более высокое октановое число и лучше подходит для использования в качестве компонента моторных топлив.

Получение октана

Основным источником октана в промышленности является нефть. В небольших количествах он содержится в составе природного газа.

Из нефти октан выделяют методом ректификации. Это разделение смесей путем многократной перегонки. Нефть нагревают, пары конденсируют, а затем разделяют на фракции.

Другой способ извлечения октана - с помощью жидкостной экстракции органическими растворителями или молекулярных сит.

В лаборатории октан можно синтезировать, используя такие методы:

• Дегидрирование алканов с более длинной углеродной цепью.
• Гидрирование непредельных углеводородов, например октена или октина.
• Реакция Вюрца - взаимодействие галогеналканов с натрием.

Промышленные способы получения октана:

• Каталитический крекинг нефти - разложение длинноцепочечных углеводородов.
• Каталитический риформинг бензиновых фракций нефти.
• Изомеризация пентан-гексановой фракции.

Применение октана

Основная область использования октана - производство моторных топлив. Его добавляют в бензин для увеличения октанового числа. Чем выше это число, тем выше качество бензина.

Формула октана C8H18 придает топливу важные антидетонационные свойства. Октан препятствует преждевременному сгоранию бензина в цилиндрах двигателя.

Октан в органическом синтезе

В лабораториях и промышленности октан используется как исходное сырье для синтеза других органических соединений. Например, при взаимодействии с катализаторами на его основе можно получить:

• Ксилолы.
• Этилбензол.
• Оксигенаты (спирты, альдегиды).
• Нитрованные производные.

Благодаря структуре и свойствам октан позволяет синтезировать ценные химические вещества для нужд промышленности.

Перспективы применения октана

С развитием альтернативной энергетики актуальность октана как компонента бензина будет снижаться. Однако перспективным направлением остается использование его производных.

Ученые ведут разработки по замене токсичных растворителей на основе октана. Также возможно применение октана в качестве добавки к реактивному топливу.

Помимо органического синтеза, октан открывает путь к созданию новых полимерных материалов, востребованных в разных отраслях промышленности.