Стоит сразу сказать, что формулы бензина на самом деле не существует. Причина в том, что этот вид топлива представляет собой смесь легких углеводородов с температурой кипения 33-205 °C. Из-за этого нельзя вывести какую-либо определенную химическую, структурную или ионную формулу. Но можно представить, из чего состоит бензин и рассмотреть его отдельные компоненты, а также их роль в топливе.
Особенности состава бензина
В самом начале бензин производили путем ректификации – перегонки нефти. Ее нагревали до определенной температуры, после чего нефть делилась на разные фракций. Одной из них и был бензин. Поскольку способ не был экологичным и экономичным, были найдены новые методы – крекинг и риформинг. Они позволяют использовать все фракции переработанной нефти, а не как при обычной перегонке.
В результате крекинга можно получить бензин, дизельное топливо и моторные масла, а из отходов – мазут и трансмиссионные высоковязкие масла. Риформинг как более совершенный процесс перегонки дает бензины с высоким октановым числом.
В составе бензина может быть разное количество углеродов и водородов – углеводородов разных типов:
- ароматических с длинной молекулой (4-16%) – общая формула СnН2n–6;
- предельных (25-61%) – общая формула CnH2n+2,
- нафтеновых (9-71%) – общая формула СnН2n,
- непредельных (13-45%) – общая эмпирическая формула СnН2n.
Здесь N – количество атомов углерода. Кроме углеводородов в бензине присутствуют:
- оксид углерода;
- оксиды азота;
- диоксид серы;
- альдегиды;
- сажа;
- свинец.
Обратите внимание: дополнительно состав может включать присадки, которые повышают октановое число. При этом зимние бензины легче летних, поскольку это нужно для прогрева и пуска двигателя.
Какую формулу имеет бензин
Химический состав бензина зависит от многих факторов: технологии изготовления, добавленных присадок и зоны получения сырья (нефти). По этой причине написать точную формулу здесь нельзя. Только для отдельных составляющих нефтепродукта.
Бензин – это алифатический углеводород, т. е. органическое соединение с линейными и разветвленными цепями атомов. В основе топлива молекулы, включающие только цепочки углерода и водорода. В каждой из них от 7 до 11 атомов углерода. Примеры таких цепочек:
- Гептан – СН3(СН2)5СН3, или C7H16;
- Октан – CH3(CH2)6CH3, или C8H18;
- Нонан – CH3(CH2)7CH3, или C9H20;
- Декан – CH3(CH2)8CH3, или C10H22.
- Ундекан – CH3(CH2)9CH3, или C11H24.
Таким образом, компонентами бензина выступают цепочки от C7H16 до C11H24. Температура кипения этих соединений ниже температуры кипения воды, поэтому, если пролить топливо на землю, оно быстро испарится.
Примерная формула бензина
В химии бензин представляют изооктана и гептана. Последний очень взрывоопасен, а второй при определенных условиях имеет нулевую детонационную способность. Октановое число указывает именно на соотношение гептана и изооктана. В составе бензина АИ-92 содержится 92% изооктана, а в АИ-95 – 95%. Показатель 92 говорит о том, что детонационная стойкость соответствует стойкости смеси из 92 частей изооктана и 8 частей гептана. Учитывая это, в составе бензина АИ-95 содержатся 95 и 5 частей соответственно.
Важно: для АИ-92 и АИ-95 , производимых по всему миру, тоже нельзя составить единую химическую формулу. Здесь также имеют значение регион добычи нефти, способ ее переработки и виды используемых добавок, которые влияют и на итоговую стоимость нефтепродукта.
Бензин часто рассматривают как изооктан с примесями. Он тоже является алифатическим углеводородом. Учитывая это, за химическую формулу бензина можно принять формулу изооктана – С(СН3)3-CH2-CH(CH3)2 (C8H18).
Обратите внимание : зная количество и формулу изооктана C8H18 и гептана C7H16, можно определить молярную массу бензина . Для марки АИ-95 будет вычисляться так: M =114 · 0,95+100 · 0,05 = 113,3 г/моль, где 114 г/моль – молярная масса С8H18, 100 г/моль – молярная масса C7H16. Тогда молярная масса бензина АИ-92 составит M =114 · 0,92+100 · 0,08 = 112,88 г/моль.
В заключение
В химии нет формулы бензина, которая точно отражала бы его состав, в котором много компонентов в разной концентрации. Это обусловлено применением разных видов нефти. Иногда за формулу бензина принимается формула изооктана C8H18, который в сочетании с гептаном составляет основу топлива и определяет его детонационную стойкость.
__________
Материал создан при поддержке компании «Ойл Ресурс Групп» с целью предоставления полезной информации о нефти и нефтепродуктах.
=====================================================