Cétane

Le cétane ou hexadécane (IUPAC) est un hydrocarbure saturé de la famille des alcanes. Il possède 16 atomes de carbone (C) et 34 atomes d'hydrogène (H). Il entre dans la composition du gazole. On parle d'ailleurs de l'indice de cétane du gazole.

Cétane

Représentations de l'hexadécane

Identification

Nom UICPA

hexadécane

Synonymes

n-hexadécane

N^o CAS

544-76-3

N^o ECHA

100.008.072

N^o CE

208-878-9

ChEBI

Apparence

liquide incolore

Propriétés chimiques

Formule

C₁₆H₃₄ [Isomères]

Masse molaire[1]

226,441 2 ± 0,015 2 g/mol
C 84,87 %, H 15,13 %,

Diamètre moléculaire

0,845 nm[2]

Propriétés physiques

T° fusion

18,1 °C^{[réf. souhaitée]}

T° ébullition

286,86 °C[3]

Paramètre de solubilité δ

16,3 J^1/2·cm^-3/2 (25 °C)[2]

Masse volumique

équation[4] : $\rho =0.26807/0.25287^{(1+(1-T/723)^{0.31143})}$
Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 291,31 à 723 K.
Valeurs calculées :
0,76967 g·cm^-3 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
291,31	18,16	3,4187	0,77415
320,09	46,94	3,33466	0,75512
334,48	61,33	3,29189	0,74544
348,87	75,72	3,2486	0,73563
363,26	90,11	3,20473	0,7257
377,65	104,5	3,16026	0,71563
392,04	118,89	3,11513	0,70541
406,43	133,28	3,06931	0,69503
420,82	147,67	3,02273	0,68449
435,21	162,06	2,97535	0,67376
449,6	176,45	2,92708	0,66283
463,99	190,84	2,87786	0,65168
478,38	205,23	2,8276	0,6403
492,77	219,62	2,77619	0,62866
507,16	234,01	2,72351	0,61673

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
521,54	248,39	2,66943	0,60448
535,93	262,78	2,61378	0,59188
550,32	277,17	2,55635	0,57887
564,71	291,56	2,49689	0,56541
579,1	305,95	2,43511	0,55142
593,49	320,34	2,37061	0,53682
607,88	334,73	2,30289	0,52148
622,27	349,12	2,23125	0,50526
636,66	363,51	2,15476	0,48794
651,05	377,9	2,07203	0,4692
665,44	392,29	1,98087	0,44856
679,83	406,68	1,87754	0,42516
694,22	421,07	1,75445	0,39729
708,61	435,46	1,59097	0,36027
723	449,85	1,060	0,24003

T° d'auto-inflammation

201 °C^{[réf. souhaitée]}

Point d’éclair

135 °C^{[réf. souhaitée]}

Pression de vapeur saturante

équation[4] : $P_{vs}=exp(156.06+{\frac {-15015}{T}}+(-18.941)\times ln(T)+(6.8172E-6)\times T^{2})$
Pression en pascals et température en kelvins, de 291,31 à 723 K.
Valeurs calculées :
0,2 Pa à 25 °C.

T (K)	T (°C)	P (Pa)
291,31	18,16	0,092
320,09	46,94	1,8
334,48	61,33	6,27
348,87	75,72	19,24
363,26	90,11	52,77
377,65	104,5	131,34
392,04	118,89	300,18
406,43	133,28	636,48
420,82	147,67	1 263,16
435,21	162,06	2 364,29
449,6	176,45	4 201,19
463,99	190,84	7 127,78
478,38	205,23	11 604,26
492,77	219,62	18 208,01
507,16	234,01	27 641,57

T (K)	T (°C)	P (Pa)
521,54	248,39	40 737,55
535,93	262,78	58 461,16
550,32	277,17	81 911,06
564,71	291,56	112 319,72
579,1	305,95	151 054,4
593,49	320,34	199 619,85
607,88	334,73	259 663,96
622,27	349,12	332 987,23
636,66	363,51	421 556,92
651,05	377,9	527 526,67
665,44	392,29	653 262,29
679,83	406,68	801 374,32
694,22	421,07	974 758,18
708,61	435,46	1 176 642,57
723	449,85	1 410 600

Point critique

1 400 kPa[5], 448,85 °C[3]

Thermochimie

C_p

équation[4] : $C_{P}=(370350)+(231.47)\times T+(0.68632)\times T^{2}$
Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 291,31 à 560,01 K.
Valeurs calculées :
500,372 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
291,31	18,16	496 020	2 190
309	35,85	507 405	2 241
318	44,85	513 361	2 267
327	53,85	519 428	2 294
336	62,85	525 607	2 321
345	71,85	531 896	2 349
354	80,85	538 297	2 377
362	88,85	544 080	2 403
371	97,85	550 691	2 432
380	106,85	557 413	2 462
389	115,85	564 246	2 492
398	124,85	571 191	2 522
407	133,85	578 247	2 554
416	142,85	585 413	2 585
425	151,85	592 691	2 617

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
434	160,85	600 080	2 650
443	169,85	607 581	2 683
452	178,85	615 192	2 717
461	187,85	622 915	2 751
470	196,85	630 749	2 785
479	205,85	638 694	2 821
488	214,85	646 750	2 856
497	223,85	654 918	2 892
506	232,85	663 196	2 929
515	241,85	671 586	2 966
524	250,85	680 087	3 003
533	259,85	688 699	3 041
542	268,85	697 423	3 080
551	277,85	706 257	3 119
560,01	286,86	715 210	3 158

équation[6] : $C_{P}=(131.750)+(6.7397E-1)\times T+(8.7770E-4)\times T^{2}+(-1.2430E-6)\times T^{3}+(3.9785E-10)\times T^{4}$
Capacité thermique du gaz en J·mol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 150 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
380,916 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
150	−123,15	248 600	1 098
240	−33,15	328 195	1 449
285	11,85	368 973	1 629
330	56,85	409 790	1 810
375	101,85	450 234	1 988
420	146,85	489 932	2 164
465	191,85	528 551	2 334
510	236,85	565 795	2 499
555	281,85	601 409	2 656
600	326,85	635 177	2 805
645	371,85	666 923	2 945
690	416,85	696 507	3 076
735	461,85	723 831	3 197
780	506,85	748 836	3 307
825	551,85	771 500	3 407

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
870	596,85	791 843	3 497
915	641,85	809 923	3 577
960	686,85	825 835	3 647
1 005	731,85	839 717	3 708
1 050	776,85	851 744	3 761
1 095	821,85	862 130	3 807
1 140	866,85	871 128	3 847
1 185	911,85	879 032	3 882
1 230	956,85	886 173	3 913
1 275	1 001,85	892 923	3 943
1 320	1 046,85	899 690	3 973
1 365	1 091,85	906 926	4 005
1 410	1 136,85	915 118	4 041
1 455	1 181,85	924 794	4 084
1 500	1 226,85	936 521	4 136

Propriétés optiques

Indice de réfraction

{\textit {n}}_{D}^{25}

1,4325[2]

Précautions

D2B,

Xn

F+

N

Phrases R : 24, 65, 66,

Phrases S : 23, 62,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Formule chimique

Formule brute : C₁₆H₃₄

Applications

Le cétane est utilisé pour définir l'indice de cétane qui permet de mesurer l'aptitude à l'auto-inflammation d'un gazole (exemple : le fioul domestique à 40 et le gazole à 51).

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
(en) Iwona Owczarek et Krystyna Blazej, « Recommended Critical Temperatures. Part I. Aliphatic Hydrocarbons », J. Phys. Chem. Ref. Data, vol. 32, n^o 4,‎ 4 août 2003, p. 1411 (DOI 10.1063/1.1556431)
(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
(en) Iwona Owczarek et Krystyna Blazej, « Recommended Critical Pressures. Part I. Aliphatic Hydrocarbons », J. Phys. Chem. Ref. Data, vol. 35, n^o 4,‎ 18 septembre 2006, p. 1461 (DOI 10.1063/1.2201061)
(en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams : Inorganic Compounds and Elements, vol. 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996, 384 p. (ISBN 0-88415-859-4)
« Hexadécane normal » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009

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[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[Yitzhak_Marcus-2] (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)

[CriticalTmpII-3] (en) Iwona Owczarek et Krystyna Blazej, « Recommended Critical Temperatures. Part I. Aliphatic Hydrocarbons », J. Phys. Chem. Ref. Data, vol. 32, n^o 4,‎ 4 août 2003, p. 1411 (DOI 10.1063/1.1556431)

[Perry’s-4] (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50

[5] (en) Iwona Owczarek et Krystyna Blazej, « Recommended Critical Pressures. Part I. Aliphatic Hydrocarbons », J. Phys. Chem. Ref. Data, vol. 35, n^o 4,‎ 18 septembre 2006, p. 1461 (DOI 10.1063/1.2201061)

[6] (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams : Inorganic Compounds and Elements, vol. 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996, 384 p. (ISBN 0-88415-859-4)

[7] « Hexadécane normal » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009