نرمال هپتان (N-Heptane)

معرفی اجمالی نرمال هپتان (N-Heptane)

نرمال هپتان یک حلال آلی با فرمول مولکولی C₇H₁₆ است. به دلیل توانایی بالای آن در حلالیت سایر ترکیبات آلی به طور گسترده از آن در صنایع مختلفی همچون داروسازی، رنگ، چاپ، سوخت  و…  استفاده می‌شود. این حلال آلی در بازار‌های تجاری با نام نرمال هپتان یا n-heptane بیشتر شناخته می‌شود. کد شناسایی یا ‌ CAS number آن برابر 5-82-142 می‌باشد.  در حالت پایدار این حلال آلی به صورت یک مایع روشن و بی‌رنگ است و بویی مشابه نفت دارد. از دیگر خواص ظاهری این ماده می‌توان به فرار بودن آن اشاره کرد.

این ماده دارای خطرات بهداشتی بسیاری برای انسان است. تماس با این مایع یا بخارات آن برای چشم، پوست و دستگاه تنفسی بسیار تحریک کننده و التهاب آور می‌باشد. این ماده بسیار قابل اشتعال است. بنابراین هنگام کار با آن تمامی نکات ایمنی باید رعایت گردد.

معرفی تخصصی این ترکیب آلی

نرمال هپتان یکی از مواد اصلی مورد استفاده در صنایعی چون داروسازی، سوخت، رنگ، ‌نساجی، تولید پوشش‌ها و… می‌باشد. در هنگام پروسه‌ی تحقیقاتی در خصوص تهیه یا استفاده‌ از نرمال هپتان ممکن است با نام‌های دیگری از آن روبه‌رو شوید. هپتیل هیدرید، گتیسولو-سی، هپتانن، دیروپیل متان از نام‌های دیگر این ماده می‌باشند.

این ماده یک هیدروکربن از خانواده آلکان‌ها است. ساختار آن نیز به صورت یک زنجیره‌ی مستقیم متشکل از ۷ اتم کربن می‌باشد. تمامی اتم‌های کربن موجود در ساختار آن از تمامی ظرفیت خود برای اتصال با سایر اتم‌ها استفاده کرده‌اند. به همین دلیل نرمال هپتان همانند سایر آلکان‌ها یک هیدروکربن اشباع است و تمایل بسیار کمی برای شرکت در واکنش‌های شیمیایی دارد.  واکنش ناپذیری و حلالیت بالای آن در اتر، بنزن، کلروفرم و سایر مواد آلی، آن را به یک حلال پر کاربرد در بسیاری از صنایع تبدیل می‌کند. در صنعت داروسازی از این ماده به عنوان یک حلال بی اثر برای انجام واکنش‌های حساس، خالص سازی، تبلور مجدد و شستشوی مواد دارویی استفاده می‌کنند. در صنعت سوخت نیز این ماده از اهمیت بالایی برخوردار است. از آنجا که نرمال هپتان تنها آلکان با عدد اکتان صفر است، از آن برای تعیین و اندازه‌گیری عدد اکتان سوخت موتور‌ها استفاده می‌شود.

همانطور که گفتیم این حلال آلی تمایلی به انجام واکنش و ایجاد اشتعال و حرارت ندارد. این نکته باعث می‌شود، استفاده از آن ایمن‌تر از سایر حلال‌ها باشد. با این حال بخارات این ماده ناپایدار و به شدت اشتعال‌پذیر هستند و می‌توانند ترکیبات انفجاری شدیدی با هوا ایجاد کنند.

درباره نحوه تولید و فرمولاسیون این ماده

این ماده یک عضو مهم و پر کاربرد در خانواده آلکان‌ها با فرمول شیمیایی Ch₃(Ch₂)₅Ch₃  است. این هیدروکربن  با ۷ اتم کربن و ۱۶ اتم هیدروژن در ساختار خود، دارای ۹ ایزومر می‌باشد. همانطور که در تصویر مشاهده می‌کنید، نرمال هپتان رایج‌ترین و با ارزش‌ترین ایزومر تجاری با ساختار خطی، بدون شاخه و گروه عاملی است. در این ایزومر خطی پیوند دو گانه یا سه گانه بین اتم‌های کربن وجود ندارد و این دلیلی برای واکنش‌ناپذیری آن است.

الکان‌ها با تعداد ۲ الی ۴ کربن به طور مستقیم از نفت خام حاصل می‌شوند. با این حال آلکان‌هایی مانند نرمال هپتان با روش‌های متعددی تولید می‌گردند. یکی از این روش‌ها، هیدروژناسیون آلکن‌ها و تولید آلکان‌های متناظر با آن‌ها است. این ماده از طریق هیدروژناسیون ۱-هپتن نیز تولید می‌شود. این واکنش همواره در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد و تحت فشار انجام می‌گیرد. همچنین برای سرعت بخشیدن به انجام این فرایند، حضور کاتالیزورهای فلزی ضروری است. از جمله دیگر روش‌های تولید این ماده، می‌توان به انجام واکنش‌هایی مانند آب‌دهی و هالیژیناسیون نیز اشاره کرد. n-heptan را می‌توان در مقادیر بسیار کم به صورت طبیعی از روغن چوب درخت کاج جفری نیز تولید کرد.

کاربرد نرمال هپتان در صنایع مختلف

همانطور که پیش‌تر گفتیم، نرمال هپتان ماده‌ای از گروه واکنشی هیدروکربن‌ها است و قابلیت اختلاط بسیار خوبی با موادی همچون چربی‌ها، روغن‌ها و غیر قطبی‌ها دارد. از این رو می‌توانیم بگوییم، این ماده علی‌رغم کاربردهای بسیاری که دارد، در صنایع مختلف به عنوان حلال نیز استفاده می‌شود. به طور مثال صنعت داروسازی، از جمله صنایعی است که در آن به طور گسترده از N-Heptane به عنوان یک حلال بی اثر برای خالص سازی، تبلور مجدد و شستشوی مواد فعال استفاده می‌کند.

با توجه به اینکه نرمال هپتان وقتی تحت فشار زیادی در یک موتور بنزینی قرار می‌گیرد، به راحتی می‌سوزد، برای مقیاس درجه بندی اکتان، یک نقطه صفر استاندارد محسوب می‌شود. برای همین است که تقریباً در هر پمپ بنزینی در سراسر جهان، این ماده وجود دارد.

خاصیت اشتعال پذیری بالای این ماده، به آن قابلیتی می‌دهد که در بسیاری از صنایع از نرمال هپتان به منظور سوخت ضروری استفاده کنند. به طور مثال، این ماده برای اجاق‌های سوخت مایع تحت فشار که در فضای باز استفاده می‌شوند، یک منبع سوخت عالی است.

همچنین این ماده یک حلال ایده آل برای واکنش‌های حساس است، برای ساخت برخی از لاستیک‌های مصنوعی مانند پلی بوتادین که به صورت محلول تولید می‌گردند، نیز از نرمال هپتان استفاده می‌شود. همچنین برای تولید سیمان لاستیکی، این ماده به عنوان رقیق کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

واکنش این ماده با اکثر مواد شیمیایی، بسیار کم است. حتی موادی که به راحتی در آب حلال نمی‌شوند، پیوندهای شیمیایی موجود در محلول هپتان را می‌شکنند. از این رو دبیرستان‌ها و دانشگاه‌ها نیز در دوره‌های شیمی، به این ماده به عنوان یک معرف آزمایشگاهی متکی هستند.

سایر کاربردهای صنعتی این ماده:

• سوخت و مواد افزودنی سوخت
• افزودنی‌های رنگ
• محصولات مراقبت از خودرو
• افزودنی‌های پوششی
• محصولات فوم نشیمن و رو تختی
• افزودنی‌های چسب و درزگیر
• محصولات تونر و جوهر
• تمیز کننده و شوینده‌ها
• محصولات از بین برنده چین و چروک و افزایش دهنده مقاومت در برابر لکه برای پارچه
• و…

نحوه حمل و نقل و نگهداری این حلال آلی

نرمال هپتان ماده‌ای است که در حالت مایع و بخار، بسیار قابل اشتعال است. به عبارتی، N-Heptane مایع، به راحتی در اثر حرارت، جرقه یا شعله، مشتعل می‌شود. حتی گاز این ماده در صورت ترکیب با هوا می‌تواند ترکیبات انفجاری ایجاد کند. از این رو نرمال هپتان جز موادی به حساب می‌آید که هر شخص یا مجموعه‌ای مجوز حمل آن را ندارد.

اکسیزان از جمله مجموعه‌هایی است که موفق به کسب مجوز حمل مواد شیمیایی خطرناک شده است. در صورت خرید نرمال هپتان از اوکسیزان، ما این ماده را در بشکه‌های آبی رنگ که در برابر اکسید شدن، مقاومت بالایی دارند و از قرار گرفتن این ماده در مجاورت اکسیدان‌ها جلوگیری می‌کند، از شرکت تولید کننده دریافت می‌کنیم و به شما تحویل می‌دهیم. خوب است بدانید بر روی بشکه‌های حمل این ماده 4 برچسب خطر، شامل برچسب قابل اشتعال، تحریک کننده، همچنین برچسب‌های مضر برای سلامت انسان و محیط زیست، قرار گرفتند. از این رو ما همه تلاش خود را می‌کنیم تا کاملاً مطابق با مقررات حمل مواد خطرناک، ماده را به دست شما برسانیم.

با توجه به ویژگی‌هایی که این ماده دارد، پس از تحویل شما نیز باید از این ماده در شرایط به خصوصی نگهداری فرمایید. به منظور ذخیره سازی ایمن این ماده، باید آن را از اکسیدان‌های قوی جدا نگهدارید. همچنین ترجیحاً در محلی از آن نگهداری کنید که هیچ گونه دسترسی به زهکشی یا فاضلاب وجود ندارد. علاوه بر این، لازم است توجه داشته باشید که نقطه جوش N-heptan برابر با 209.1 درجه فارنهایت در 760 میلی متر جیوه و همچنین نقطه اشتعال آن برابر با 25 درجه فارنهایت می‌باشد. از این رو باید برای محل نگهداری این ماده، تهویه مناسبی را نیز در نظر بگیرید.

نکات مربوط به حفظ ایمنی در برابر نرمال هپتان

طبق طبقه بندی خطر NFPA یا لوزی آتش، نرمال هپتان جز ماده‌هایی است که در شرایط خاص می‌تواند خطرات بسیاری برای افرادی که با آن در ارتباط هستند، داشته باشد. به طور کلی این ماده در حالت بخار باعث تحریک چشم، بینی و گلو نمی‌شود. البته استنشاق عمیق آن می‌تواند منجر به ایجاد سرفه یا تنگی نفس شود. در حالت مایع نیز، این ماده می‌تواند پوست یا چشم را تحریک کند. اگر بلعیده شود نیز، با توجه به میزان سمیتی که دارد، موجب حالت تهوع یا استفراغ می‌شود. علاوه بر تمام این ها، قابلیت اشتعال بالای این ماده، چه در حالت مایع و چه در حالت بخار، پتانسیل ایجاد آتش سوزی را بالا می‌برد.

هر کدام از این موارد، می‌توانند به میزان کم یا زیاد، شما را دچار آسیب کنند. بر این اساس لازم است، برای جلوگیری از هرگونه آسیبی، نکات ایمنی مربوط به این ماده را بدانید.

نکات ایمنی مربوط به چشم

عموماً زمانی که نرمال هپتان با چشم برخورد می‌کند، موجب سوزش و قرمزی می‌شود. از این رو اگر این ماده شیمیایی با چشم برخورد کرد، باید آن را با مقداری زیادی آب بشویید. هنگام شستشو باید چندین بار پلک بزنید تا چشمتان کاملاً با آب شستشو شود. در این حین نیز باید فوراً مراقبت‌های پزشکی دریافت نمایید.

از آنجایی که داشتن لنزهای تماسی، در زمان برخورد این ماده با چشمتان می‌تواند آسیب‌های بسیار جدی را برای شما به همراه داشته باشد، پیشنهاد می‌کنیم، هنگام کار با این ماده از لنزهای تماسی استفاده نفرمایید.

نکته های مهم ایمنی در خصوص پوست

پوست در صورت برخورد با این ماده نیز احتمالاً دچار خشکی، سوزش و التهاب می‌شود. بهترین کار در خصوص این مورد، این است که پوست آلوده را با مقدار زیادی آب و صابون بشویید. اگر نرمال هپتان به لباستان نفوذ کرد، بلافاصله آن را در آورید و سپس پوست ناحیه مد نظر را با آب و صابون شستشو دهید و سپس نسبت به دریافت مراقبت‌های پزشکی اقدام فرمایید.

نکات ایمنی مربوط به تنفس

اگر فردی مقدار زیادی از این ماده شیمیایی را تنفس کرده باشد، باید سریعاً به فضای باز برود و در معرض هوای تازه قرار بگیرد. اگر تنفس وی متوقف شده باشد، سریعاً باید تنفس مصنوعی یا احیای دهان به دهان برایش انجام شود و در اسرع وقت مراقبت‌های پزشکی دریافت نماید.

نکته‌های مهم ایمنی در خصوص بلع

در صورت بلع این ماده، باید فوراً به پزشک مراجعه کنید و از مراقبت‌های پزشکی ویژه استفاده فرمایید. البته تا زمانی که به پزشک برسید یا از مراقبت‌های پزشکی بهره ببرید، بهترین کار این است که دهان را بشویید. در نظر داشته باشید که در این بازه زمانی، قربانی نباید چیزی بنوشد. همچنین بهتر است مانع از استفراغ وی شوید.

نکات مربوط به اطفای حریق

همانطور که پیش‌تر گفتیم، این ماده شیمیایی از نقطه اشتعال پایینی برخوردار می‌باشد. از این رو اگر نکات مربوط به ذخیره سازی ایمن را رعایت نکنید، امکان ایجاد آتش سوزی به واسطه این ماده وجود دارد. زمانی که این ماده به هر دلیلی آتش سوزی ایجاد کند، عموماً آب برای مهار آتش، چندان کارآمد نیست. برای مهار آتشی که نرمال هپتان در آن دخیل است، بهترین کار، استفاده از فوم مقاوم در برابر الکل، مواد شیمیایی خشک مانند پودر خشک، دی‌اکسیدکربن و… می‌باشد.

نکته‌های مهم ایمنی در خصوص دفع

این ماده برای محیط زیست مضر است. در نتیجه باید از ورود مستقیم این ماده به محیط زیست جلوگیری کنیم. بهترین کار برای دفع نرمال هپتان این است که آن را در یک زباله سوز شیمیایی مجهز به پس سوز و اسکرابر بسوزانید. البته به خاطر قابلیت اشتعال این ماده، باید دقت ویژه‌ای در این امر به خرج دهید.

به طور کلی با توجه به حساسیت‌هایی که در خصوص دفع این ماده وجود دارد، پیشنهاد می‌کنیم برای دفع آن با یک شرکت دفع کننده زباله شیمیایی، همکاری کنید.