[Bo_2Q]

Tuần trước em cũng phải làm cái thuyết trình về "Hydrocacbon và dầu mỏ", có ít kiến thức đóng góp cho topic về CHỈ SỐ OCTAN
Lưu ý, thông tin viết dưới đây em đã thu thập và biên soạn từ nhiều nguồn ai muốn copy về để sử dụng thì nhớ ghi nguồn là CHEMVN nhé

A.Lịch sử ra đời chỉ số Octan

Những năm cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, lịch sử của động cơ đốt trong bước sang một trang mới. Người khởi xướng cho cuộc cách mạng công nghệ ôtô - xe máy thời kỳ đó là Gottlieb Wilhelm Daimler, nhà thiết kế động cơ người Đức, khi vào năm 1885, ông thử nghiệm thành công loại xe hai bánh chạy bằng động cơ đốt trong một xi-lanh. Song song và độc lập với Wilhelm Daimler, năm 1886, Carl Freidrich Benz nhận được bằng sáng chế về phát minh “vận chuyển bằng động cơ dùng xăng” với chiếc xe 4 bánh, động cơ làm lạnh trong một xi-lanh. Và ở bên kia bờ Đại Tây Dương, năm 1903, đánh dấu sự ra đời của một trong những hãng xe nổi tiếng nhất hiện nay, Ford Motor Company do Henry Ford thành lập.

Lợi nhuận kếch xù thu được từ việc sản xuất xe hơi cộng với sự xuất hiện của hàng loạt các phát minh sáng chế đã kéo tất cả các hãng xe và các nhà phát triển động cơ vào cuộc cạnh tranh gay gắt về công nghệ. Các hãng xe thường xuyên nâng cấp cấu tạo của động cơ bằng cách tích hợp thêm nhiều tính năng mới như hệ thống làm lạnh trong, hệ thống đánh lửa tự động, và điều quan trọng hơn, luôn tin tưởng rằng sức mạnh của động cơ đốt trong có thể tăng lên một cách tuỳ ý, vì theo lý thuyết nhiệt động học, với tỷ số nén càng cao, hiệu suất nhiệt càng gần đến cực đại.

Nhưng, vào năm 1912, họ đã phải khống chế tỷ số nén ở dưới một giá trị tới hạn cho phép. Nguyên nhân đưa ra quyết định đi ngược với xu thế phát triển đó là những tiếng nổ “lốc cốc” xuất hiện khi động cơ đang làm việc, nguy hiểm hơn, hiện tượng này còn phá hủy động cơ chỉ sau vài phút xuất hiện. Ban đầu, các kĩ sư cho rằng nguyên nhân của hiện tượng là do hoạt động của hệ thống "đề" không ăn khớp. Tuy nhiên, giả thuyết này đã bị bác bỏ bởi thí nghiệm của Charles F. Kettering và Thomas Midgley. Hai ông đã sử dụng máy đo áp suất và chứng minh được rằng tiếng nổ lốc cốc đó xuất hiện khi áp suất trong động cơ đạt max chứ không phải khi buzi đánh lửa. Sau đó họ còn sử dụng máy quay chậm và thiết bị đo năng lượng để làm sáng tỏ vấn đề. Cùng với sự nỗ lực của nhiều nhà khoa học, cuối cùng các nhà sản xuất xe đã phải thừa nhận rằng họ đã bỏ sót 1 chi tiết quan trọng chính là nhiên liệu- phần không thể thiếu với động cơ đốt trong. Họ phát hiện ra 1 đặc tính nguy hiểm của nhiên liệu là chúng có khả năng tự cháy, tự phát nổ trước cả khi ngọn lửa do buzi đánh lửa lan tới, làm tăng áp suất 1 cách đột ngột trong động cơ.

Cuối cùng vào năm 1927, Graham Edgar, một nhân viên trẻ của hãng Ethyl Corporation tại Mỹ, đưa ra đề nghị sử dụng 2 hydrocacbon để đánh giá mức độ kích nổ cho nhiên liệu: n-heptan và 2,4,4-trimetylpentan(iso-octan)
Iso-octan có chỉ số chống kích nổ cao, còn n-heptan có khả năng chống kích nổ rất kém và Edgar đã đề nghị sử dụng tỷ số của hai chất này để đánh giá khả năng chống kích nổ của nhiên liệu sử dụng trong các động cơ đốt trong. Ông cũng đã chứng minh rằng, trị số chống kích nổ của tất cả các loại xăng thương mại ngày đó đều có thể quy về tỷ số thể tích n-heptan: octan nằm trong khoảng 60:40 đến 40:60. Tức là các loại xăng thương mại thời đó là loại A40-A60.
Lí do lựa chọn iso-octan và n-heptan làm 2 mốc giá trị là bởi 2 hydrocacbon này có nhiều tính chất vật lí giống nhau, đặc biệt là nhiệt độ sôi. Đồng thời n-heptan tinh khiết cũng phổ biến hơn tại thời điểm đó.

B. Khái niệm chỉ số Octan
Vậy chỉ số octan là gì?
=> Chỉ số Octan là 1 đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả năng chống kích nổ của nhiên liệu, được đo bằng phần trăm thể tích của iso-octan trong hỗn hợp chuẩn gồm n-heptan và iso-octan, tương đương với khả năng chống kích nổ của nhiên liệu ở điều kiện tiêu chuẩn

Tiếp đến, để giải thích các vấn đề hay nhầm lẫn về chỉ số octan này, em sẽ đặt từng vấn đề qua các câu hỏi và lần lượt thảo luận + giải đáp

Các vấn đề đầu tiên là
1. Liệu chỉ số octan của nhiên liệu có thể có giá trị âm và giá trị lớn hơn 100 ?

2. Sử dụng nhiên liệu với chỉ số octan cao hơn sẽ thu được nhiệt lượng cao hơn ?
3. Xăng với chỉ số octan cao hơn có sạch hơn ?
4. Tại sao bên Mỹ họ chỉ dùng loại xăng 91 trong khi cùng lúc Việt Nam đã sử dụng loại xăng 95
5. Vậy sử dụng nhiên liệu với chỉ số octan như thế nào là phù hợp với xe?