Benzin

A benzin a nyers, természetes kőolajból desztillálás útján kapott folyadék. Nem egységes vegyület, hanem a paraffin (paraffin = parum affinis, latin) sorozatba tartozó szénhidrogének elegye. Színtelen, könnyen folyó, a szaga a petróleuméra emlékeztet. Vízben oldhatatlan, kétfázisú heterogén rendszert alkot, ellenben borszeszben meglehetősen jól oldódik. Elegyíthető éterrel, kloroformmal és különféle zsírokkal. Nagyon gyúlékony, levegővel keveredve majd meggyújtva robbanása erőteljes.

A magyar nyelvben benzinnek nevezünk több, egymástól kémiailag különböző (bár felületesen szemlélve fizikailag hasonló), eltérő felhasználási területű folyadékot:

• benzinnek nevezzük a kőolaj atmoszferikus desztillációjánál kapott legkönnyebb frakciókat
• benzin (vagy petroléter) a fenti folyadék tisztításával nyert oldószer (pl. lakkbenzin). Orvosi tisztaságú változata a sebbenzin (Benzinum medicinale). Főképp nyíltláncú, telített szénhidrogénekből, pentánból, hexánból (C₆H₁₄) és heptánból (C₇H₁₆) áll.
• motorbenzin a belsőégésű Otto-motorok üzemanyagaként felhasznált folyadék. A motorbenzin a paraffinokon túl több mint 400 féle alkotóból áll (olefinek, ciklohexán, benzol, toluol, orto-meta-és para xilolok, és egyéb vegyületek.

A benzin elnevezés a benzolból ered.

Motorbenzinek

Tulajdonságai

Az európai szabványoknak megfelelő motorbenzin színezetlen, jellegzetes szagú, látható szennyeződésektől mentes hígan folyó folyadék. Vizet nem tartalmazhat. Kémiailag nem agresszív, a vele érintkező alkatrészeket nem oldja, nem korrodálja. Alkalmas karburátoros és közvetlen befecskendezéses négyütemű Otto-motorok valamint adalékolással kétütemű motorok üzemeltetésére is.

Fizikai tulajdonságok

Forráspontja a 60 és 200 °C közé esik. Mivel különböző anyagok keverékéről van szó, nem jellemezhető egyetlen forrásponttal. A motorbenzin is, mint a kőolaj származéka, frakciókra desztillálható, és az egyes frakciók arányát határozzák meg. A 70 °C-ig átdesztilláló rész például nem lehet több 50%-nál. Gőznyomása 45 és 90 kPa között változhat, a télen forgalmazott üzemanyagnak engednek meg nagyobb értéket. Sűrűsége 0,720 - 0,775 g/cm³ között változik.

Kémiai tulajdonságok

A motorbenzin nem lehet oxidáló hatású, a rézlemez-próba negatív. (A forró benzinbe mártott rézlemez 5 óra után sem mutat oxidációt, azaz elszíneződést.) Az olefintartalom miatt oxidálódik, azaz a levegő oxigénjét megköti, de ennek a reakciónak kellően lassúnak kell lennie. Ezeket a vizsgálatokat magyar és EU-s szabványok írják elő, mint ahogy az alábbi komponensek maximális értékét is:

Ólomtartalom: 5 ppm. Az ólom-tetraetil használatának betiltása óta a benzin gyakorlatilag nem tartalmaz ólmot.

Kéntartalom: 10 ppm (gyakorlatilag kénmentes üzemanyag). A korábbi előírások sokkal magasabb értékeket is megengedtek, a szigorítás a környezetvédelem egyik jelentős eredménye.

A motorbenzin jelentős arányban tartalmaz aromás szénhidrogénokat, ezen belül benzolt is. Szintén szigorítás következménye ezek arányának csökkentése (35, ill. 1 tf%-ra). A benzingyártás folyamán keletkező telítetlen szénhidrogének aránya 18% lehet. A magas olefintartalom az oxidációt és a gyantaképződést segíti elő, ami káros a minőségre.

Oktánszám, kopogás, kompressziótűrés

A robbanás és az égés közötti különbség a lángfront sebességében rejlik. Magas sűrítési viszony mellett a motorban az alacsonyabb oktánszámú benzin hajlamos az úgynevezett kopogásos égésre, amikor a benzin-levegő keverék még az elektromos gyújtási impulzus megjelenése előtt begyullad. Ez az öngyulladás, amikor a lángfront sebessége az égéstérben elérheti a 2000 m/s értéket. Normál égés során a lángfrontsebesség csak mintegy 40…50 m/s. Az oktánszám a benzin nagy sűrítés melletti öngyulladásra való hajlamosságát mérő szám.
A benzin kompressziótűrését egy olyan keverékkel hasonlítják össze, melyet a heptán (7-es szénatomszámú lánc), és az izooktán (8-as szénatomszámú lánc) keverésével állítanak elő. Az oktánszám jelenti azt az oktán-komponens arányt, amelynél a keverék és a benzin kompressziótűrése megegyezik. A megállapodás szerint a 7-es szénatomszámú tiszta heptán oktánszáma 0, a tiszta izooktán tartalmú üzemanyag oktánszáma 100. (A 95-ös benzin komressziótűrése megegyezik a 95% izooktánt és 5% heptánt tartalmazó keverékével.) Az izooktán egy 8-as szénatomszámú, elágazó láncú, telített szénhidrogén, 2,2,4 trimetil-pentán. A 2,2,4 számok a metilgyökök kapcsolódási pontjai, annak a szénatomnak a láncbeli elhelyezkedési sorszáma, ahol a láncsorban a megadott sorszámú szénatomnál a metilgyök bekapcsolódik a láncba.

Az elágazó láncú szénhidrogén jobban tűri a sűrítést és kevésbé hajlamos a robbanásszerű, kopogásos égésre. Az oka az, hogy a hosszabb, elágazás nélküli nyíltláncú, egyenes szénhidrogén magas sűrítésen, és nagy hőmérsékleten másképpen viselkedik. A hosszú egyenes lánc több helyen szakad fel egyszerre a kémiai reakció során, így az égés jellege agresszív. A többszörösen elágazó lánc már nem tud akkor darabokra szakadni, így az égése lágyabb. Szintén magas az oktánszámuk az aromás és ciklikus szénhidrogéneknek, valamint a metanolnak és etanolnak is.

Motorhajtóanyagként keverték régebben a sűríthetőség növelése céljából ólom-tetraetillel Pb(C₂H₅)₄. Ez rendkívül mérgező folyadék. Újabban nem (vagy kevésbé) mérgező anyagokkal (ETBE, MTBE) javítják az oktánszámot.

Gyakori tévedés, hogy a magas oktánszámú üzemanyag nagyobb motorteljesítményt, alacsonyabb fogyasztást eredményez. Valójában az oktánszám nincs arányban az üzemanyagból kinyerhető energiatartalommal, csak a kompressziótűrést jellemzi. Magas oktánszámú benzint csak különleges, magas kompresszióviszonyú motorokba kell tölteni (erről a gyártó mindig nyilatkozik). A magasabb oktánszám az égés lassulását jelenti, tehát alkalmasint teljesítménycsökkenést is okozhat.

Benzinek egyéb alkalmazási területei

Napjainkban elsősorban motorok hajtására alkalmazzák, mindaddig, ameddig a motorok szén-dioxid-kibocsátása nincs 100%-ban betiltva globálisan. Az ambuláns sebészet - steril változatát, a sebbenzint a lényegesen drágább sebészeti alkohol helyett - kis sebek esetén, ill. fokozott fertőzési veszély hiánya esetén a bőr fertőtlenítésére használja. Alkalmas zsírfoltok ruháról való eltávolítására. Sok gépkocsi-gyártó benzinkályhát alkalmazott fűtésre (pl. Zaporozsec). A XX. század elején világítási célokra is használták.

Források

• A Pallas nagy lexikona. Budapest, Pallas Rt, 1893. III. kötet/Benzin cikk

További információk

A Wikimédia Commons tartalmaz Benzin témájú médiaállományokat.

• A jövő energiahordozói
• http://holtankoljak.hu/