【 資料來源:高中基礎化學 南一書局】
http://pei.cjjh.tc.edu.tw/~pei/nature/nature.htm
汽油(gasoline)是石油的分餾產品之一,沸點範圍約在30℃~20O℃,正辛烷(n-octane)是主要成分之一。不過一般俗稱的汽油,並非完全是石油分餾物,也含有石油裂解、汽油重組或是人工合成的產品。
由於正辛烷在汽缸內燃爆不易掌控,且易在汽缸內壁造成震爆現象(knocking),不僅減低引擎效率,更可能造成汽缸壁過熱或是活塞損裂,因此,正辛烷並不適合作為內燃機的燃料。相反地,異辛烷(isooctane)卻可順利推動內燃機運轉,因此,目前汽油的品級均以異辛烷作為比較標準,這一標準,就是所謂的辛烷值(octane number)。辛烷值的訂定是以含100%正庚烷(n-heptane)的汽油作為零,而以含100%異辛烷的汽油作為一百。根據此一標準,油品的抗震性質若與含95%異辛院與5%正庚烷的汽油相似,則稱作95汽油;同樣地,如果與含92%異辛院與8%正庚烷汽油相似,則稱為92汽油。
【常見油品之辛烷值】
品名 | 辛烷值 | 品名 | 辛烷值 |
正辛烷 | -10 | 苯 | 106 |
正庚烷 | 0 | 甲醇 | 107 |
正戊烷 | 62 | 乙醇 | 108 |
1-戊烯 | 91 | 甲基第三丁基醚 | 116 |
1-丁烯 | 97 | 甲苯 | 118 |
異辛烷 | 100 |
一般低辛烷值的油品可利用重組反應(reforming)提高辛烷值。以正戊烷(辛烷值62)或正己烷(辛烷值25)為例,經由適當催化劑轉化後,可變成具有高辛烷值的2-甲基丁烷(94)或苯(106)。此外,也可藉由添加劑以提高油品辛烷值。例如在一公升55汽油中加入一毫升的四乙基鉛(tetraethyllead),汽油的辛烷值可提高至90,這便是俗稱的含鉛汽油。值得注意的是,含鉛汽油中的鉛可隨著汽油廢氣散播到空氣與四周環境,不僅造成空氣汙染,更可對人體或生態環境造成危害。醫學報導已證實,過量鉛可引起兒童腎臟病變,或是終身學習不良。目前,大多數汽機車都裝設有觸媒轉化器以減少一氧化碳、氮氧化物或是碳氫化合物的排放量。如果這些汽機車叫含鉛汽油作為燃料,其觸媒轉化器將遭受毒害,而喪失應有功能,有鑒於這些缺點,先進國家或地區已有明令禁止販售含鉛汽油。遺憾的是在台灣地區,至今仍有為數甚多的汽機車是以含鉛汽油作為燃料。事實上,上表【常見油品之辛烷值】中顯示許多可燃性的有機化合物,如甲醇或乙醇等,均可取代四乙基鉛,以達到增加汽油辛烷值的目的。
為了減少汽車的廢棄排放量,現今許多國家與地區不僅禁止使用含鉛汽油,更要求汽車必須使用添加有甲醇或是甲基第三丁基醚的加氧汽油(oxygenated gasoline)作為燃料。由於甲醇或乙醇燃燒時廢氣量低,並擁有較高的辛烷值,因此在石油價格不斷攀升的趨勢下,極可能成為未來汽車的主要燃料。
例題:美加地區常用的高級汽油是87汽油,試問何謂87汽油?
解:根據辛烷值定義,凡是抗震性質與含87%異辛烷與13%正庚烷的汽油相似者,便稱作87汽油。
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