هل البنزين وقود السيارات هو البنزنC6H6؟universe of physics

 هل البنزين وقود السيارات هو البنزن C6H6؟

المقدمة

الكثير من يخلط بين البنزين (Essence) والبنزن (C6H6) فهما مركبان مختلفان تماما في التركيب و الاستخدام   ولكل منهما  دورخاص و محدد في الصناعة والطاقة. هذا المقال سيوضح الفرق بينهما و يرفع اللّبس بين التسميتين.

1-البنزن:(Eng:Benzene).(Fr:Benzène)

هو مركب نقيّ عطري سام وسهل التطاير (C6H6) يستخرج من النفط أو الفحم الحجري يتكوّن من 6 ذرات كربون و6 ذرات هيدروجين مترافقة بروابط منفردة وروابطة مزدوجة بالتناوب وهو مركّب حلقي شديد الإشتعال وله رائحة مميّزة ؛ تبلغ الكتلة المولية للبنزن

78.11 مول/غ يغلي عند درجة حرارة ثابتة 80.1°c ما يدّل على أنّه نقيا و ليس خليطا . استقراره الهيكلي يفسّر أهميّته في التفاعلات الكيميائية لكن يفسّر جانبا من سميّته العالية وهو مادة مسرطنة ؛ فعند دخوله للجسم يصعب   التخلّص منه بسهولة ممّا يؤدي إلى تلف الأنسجة المكوّنة للدّم (نخاع العظم) ويسبب السرطان  ويستخدم كمادة أولية أوكمذيب في عدّة صناعات كيميائية هامّة ولا يستخدم كوقود للسيّارات ونظرا لخطورته فرضت قيودا تنظيمية عالمية مفروضة على استخدامه في وقود السيّارات . 

أهم الصناعات التي يدخل فيها البنزن:

استعمالات البنزن

1. إنتاج الستايرين (Styrene): الذي يستخدم في تصنيع البولي ستايرين وهو بلاستيك
   شائع في التغليف و الحاويات .
2. إنتاج الفينول و الأسيتون : وهما مكوّنان أساسيان صناعة الراتنجات و المطاّط الصناعي.
3. إنتاج السيكلوهكسان (Cyclohexane) : وهو رئيسي لإنتاج النايلون (الألياف الإصطناعية).
4. المذيبات والكيمياويات الزراعية: و يستخدم أيضا في صناعة  المذيبات و المنظفات.

كما يشار أنّ البنزن و مشتقاته تستخدم في صناعة مكوّنات السيّارات مثل إنتاج الإطارات و المواد اللّاصقة والطّلاءات لكن البنزن النقي لا يستخدم كوقود مباشر.  

2-البنزين:(Eng: Gasoline/Petrole)(Fr:Essence)

تكرير البترول لاستخراج البنزين

هو خليط معقد من الفحوم الهيدروجينية (CxHy=Hydrocarbures) أروماتية و أليفاتية معا؛ يشتق من تكرير(Refining) النفط الخام حيث تراوح سلسلة الكربون فيها بين 4
ذرات إلى 12 ذرة و يشمل الألكانات كالبوتان (C4H10)  و الأكتان (C8H18)؛ الألكينات(C4-C8) و الأروماتيات وهي مركبات عضوية حلقية تشترك في وجود حلقة "بنزن" في تركيبها و يستخدم البنزين في محركات الإحتراق الداخلي للسيّارات الخفيفة والمتوسطة ويمتاز بسهول إشتعاله بواسطة شمعة الشرارة (Bougie).

يضاف للبنزين مواد لتحسين أدائه مثل محفزات الأكتان ؛ الكحولات و مواد مضادة للأكسدة  ويعرف في بعض الدول بالجزولين أو البترول التقطيري.

من الخصائص الفيزيائية للبنزين انّه سائل صافي إلى شاحب مصفر اللّون قابل للإشتعال من 30°c  إلى 120°c حسب تركيبه وكثافة؛ إنّ تصميم هذا النطاق الواسع أمر بالغ الأهمية لضمان عمل المحّرك بكفاءة في مراحل التشغيل المختلفة :

1. درجة الحرارة T50: هي درجة حرارة تبخر 50% من حجم الوقود. هذه النقطة تحدّد سرعة تسخين المحرّك و أداء التسارع . غالبا ما يتم ضبطها في ما يقارب 80°c .

1. درجة الحرارة T95: هي درجة حرارة تبخر 95%من حجم الوقود . يجب أن تظل منخفظة (حوالي 160 إلى 180°c) لضمان احتراق كامل لجميع المكوّنات الثقيلة  ومنع تكوّن الرواسب الضارة داخل المحرّك .

إنّ التحكم في هذا الخليط يمثّل تحدّيا على مصمّمي الوقود الموازنة بين الحاجة إلى مكوّنات خفيفة لضمان بدأ التشغيل (ممّا يزيد من ضغط البخار و التطاير) و الحاجة إلى مكوّنات أثقل لرفع الأكتان و توفير كثافة الطاقة . إدارة هذا التوازن الدقيق بين خصائص بدأ التشغيل و تأثيرها على الانبعاثات هي جوهر جوهر تكرير البنزين الحديث.

المركب	الصيغة الكيميائية	الحالة الفيزيائية	النسبة التقريبية (%)	ملاحظات
الميثان (Methane)	CH4	غاز	أقل من 1%	موجود كغاز مذاب بنسبة قليلة
الإيثان (Ethane)	C2H6	غاز	1-3%	غاز مذاب أو جزء من خليط الغاز
البروبان (Propane)	C3H8	غاز/سائل (ضغط)	1-5%	موجود بنسبة ضئيلة
البيوتان (Butane)	C4H10	سائل	2-6%	جزء من الوقود السائل
البنتان (Pentane)	C5H12	سائل	5-10%	مكون أساسي في البنزين
الهيكسان (Hexane)	C6H14	سائل	10-20%	مكون رئيسي
الهبتان (Heptane)	C7H16	سائل	5-15%	مكون مهم
الأوكتان (Octane)	C8H18	سائل	20-40%	المكون الأساسي ويؤثر على رقم الأوكتان
التولوين (Toluene)	C7H8	سائل	5-10%	مركب عطري يؤثر على خصائص البنزين
الزينولات (Xylenes)	C8H10	سائل	3-8%	مركبات عطرية
بنزن (Benzene)	C6H6	سائل	1-5%	مركب عطري سام يجب الحد منه
ألكينات (Alkenes)	C4-C8	سائل	0.5-2%	مركبات غير مشبعة، نسبة منخفضة
ألسينات (Alkynes)	C4-C6	غاز/سائل	أقل من 1%	موجودة بصورة ضئيلة جدًا

 الخلاصة

باختصار البنزن هو مادة نقية هيدروكربونية أروماتية صيغته الكيميائية C6H6 حلقي حالته الفيزيائية سائلة ؛ رائحته عطرية ؛ مسرطن ويستعمل كمادة أولّية في صناعة اللّدائن ؛ المطاط؛الأدوية و الأصبغة ولا يستخدم كمكوّن أساسي في البنزين.أمّا البنزين(Essence/Gas) هوخليط معقّد من عشرات الفحوم الهيدروجينية يستخدم كوقود للسيارات ذات الإحتراق الداخلي بالشرارة.

العنصر	البنزين (وقود السيارات)	البنزن (C₆H₆)
الحالة	خليط من هيدروكربونات سائلة	مركب عطري نقي
الاستعمال	وقود لمحركات السيارات	مادة أولية في الصناعة
السمية	منخفضة	عالية جدًا وسامة
العلاقة بينهما	قد يحتوي البنزين على آثار من البنزن بنسبة < 1%	يُستخرج من نفس النفط الخام

مقالات متعلقة بالبنزين

احتراق البنزين في المحرك رباعي الأشواط