IZOPENTÁN: SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK, ELŐÁLLÍTÁS - KÉMIA - 2025

A izopentán egy szerves vegyület, amely kondenzálva képletű (CH ₃) ₂ CHCH ₂ CH ₃. Ez egy alkán, különösen a pentán elágazó láncú izomerje, azzal jellemezve, hogy erősen illékony folyadék, és habosítószerként használható. Jelenleg az IUPAC által a leginkább ajánlott név a 2-metilbután.

Az alábbi képen annak szerkezeti képlete látható. Megjegyezzük, hogy a CH ₃ -csoport ténylegesen kapcsolódik a szén-dioxid-2 a butil-láncban. Az izopentánból izopentil- vagy izopentil-szubsztituenst vagy gyököt kapunk, amely az egyik leginkább létező alkil-szubsztituens.

Az izopentán szerkezeti képlete. Forrás: NEUROtiker / Nyilvános

Az izopentán nem poláris, hidrofób és gyúlékony vegyület. Illata hasonló a benzinéhez, és valójában része annak összetételének, mivel növeli oktánszámát vagy oktánszámát. Az n-pentán izomerizációs reakciójával nyerik, bár természetesen kis mennyiségben érhető el a földgázkészletekben.

Az izopentánt nagyon tűzveszélyes tulajdonsága mellett nem mérgező anyagnak tekintik. Az ember lenyelheti, és kedvezőtlen szaga lehet, mielőtt nemkívánatos tünetek, például hányás és szédülés alakulnának ki. Az izopentánt borotválkozási krémekben és hajjavító szerekben lehet megtalálni.

Az izopentán szerkezete

Az izopentán molekuláris szerkezete. Forrás: Benjah-bmm27 a Wikipedia segítségével.

A felső képen az izopentán molekuláris szerkezete van, amelyet a gömbök és rúdok modellje ábrázol. A fekete gömb a szénatomoknak felel meg, a fehér gömb a hidrogénatomoknak. Szénvázának erősnek, elágazónak és terjedelmesnek mondhatjuk.

Az izopentán molekula végei CH ₃ csoportokból állnak, amelyek nem hatékonyak, ha fokozni kívánják a molekuláris interakciókat. Az izopentán molekulák a londoni diszpergáló erőktől és tömegektől függnek, hogy kohéziós maradjanak, és így normál hőmérsékleten és nyomáson folyadékot képezzenek.

Geometriája és a CH ₃ csoportok felelősek azonban az izopentán folyadék erősen illékony és 28,2 ºC hőmérsékleten forráspontjáért. Például a lineáris n-pentán izomer 36 ° C körüli hőmérsékleten forr, tükrözve annak jobb intermolekuláris kölcsönhatásait.

A látszólagos robusztussága ellenére az izopentán-molekula különféle térbeli konfigurációkat képes elfogadni, ami kulcsfontosságú tényezője annak, hogy kristálya -160ºC hőmérsékleten kialakuljon.

Tulajdonságok

Fizikai megjelenés

Színtelen folyadék vagy gáz, vizes megjelenésű, ugyanakkor olyan szagot bocsát ki, mint a benzin. Nagyon illékony anyag.

Olvadáspont

Az izopentán -161 és -159 ° C közötti hőmérsékleten kristályosodik.

Forráspont

Az izopentán 27,8 és 28,2 ºC közötti hőmérsékleten forr. Ezért, amint a tartályán kívül esik, felforrni kezd, és nagy mennyiségű gőzt bocsát ki.

Gőznyomás

76,9 kPa 20 ° C-on (kb. 0,76 atm)

Sűrűség

0,6201 g / ml 20 ° C-on. Az izopentángőzök 2,48 sűrűbbek, mint a levegő.

Oldhatóság

Az izopentán, mint apoláris anyag, vízben és bizonyos alkoholokban nem oldódik és nem elegyedik. Oldódik és elegyedik paraffinos oldószerekben, éterekben, szén-tetrakloridban, valamint aromás folyadékokban, például toluolban.

Törésmutató

1354

Felületi feszültség

15 dyn / cm 20 ° C-on

Viszkozitás

0,214 cP 20 ° C-on

Lobbanáspont

-51 ° C Ez a hőmérséklet az izopentánt veszélyesen tűzveszélyessé teszi, ezért termékeit a lehető legtávolabb kell tartani minden lángtól vagy hőforrástól.

Öngyulladási hőmérséklet

420 ºC

Alkalmazások

A borotválkozó krémek kis mennyiségű izopentánt tartalmaznak, amelyek hajtóanyagként járnak el, és textúrát adnak a termékhez. Forrás: Pixabay.

Az izopentán egy szerves oldószer, amely reakcióközegként szolgál bizonyos szerves szintézisekhez, és más vegyületek előállításának nyersanyaga is.

A benzinhez adják az oktánszám növelése érdekében, és a különféle kozmetikai termékekhez, hogy javítsák textúráját, például borotvakrémek, amint gyorsan elpárolog, és egy pezsgő masszát hagynak hátra.

Hasonlóképpen, a polisztirolt izopentánban megnedvesítik, oly módon, hogy az elpárologtatásával meghosszabbítja a műanyagot, amíg egyfajta hab képződik, amelyhez poharak, modellek, lemezek, tálcák stb. Készülnek.

Másrészt, a kriogenikában az izopentánt szárazjéggel és folyékony nitrogénkel együtt használják szövetek és biológiai minták fagyasztására.

beszerzése

Az izopentánt földgáztartályokból lehet előállítani, annak tartalmának azonban csak 1% -át elfoglalva.

Egy másik, az ipari szinten legszélesebb körben alkalmazott módszer az olajfinomítási folyamatokból desztillált n-pentánnal kezdődik. Ezután az n-pentán speciális reakción megy keresztül, amelyet izomerizációnak neveznek.

Az n-pentán izomerizációjának célja az elágazóbb izomerjeinek előállítása. Így a termékek között nemcsak izopentánt, hanem neopentánt is tartalmazunk. Ez a reakció nagyon specifikus fémes katalizátorok alkalmazásával lehetséges, amelyek szabályozzák, hogy milyen hőmérsékletet és milyen nyomást kell elérni.

kockázatok

Az izopentánt nem mérgező anyagnak tekintik. Ez részben az alacsony reakcióképességének tudható be, mivel CC vagy CH kötéseit nem könnyű megtörni, tehát semmilyen anyagcsere-folyamatban nem zavarják őket. Valójában egy ember fulladás előtt képes nagy mennyiségű gőzét belélegezni anélkül, hogy nyilvánvalóan járulékos károkat szenvedne.

Lenyelése émelygést és hányást okoz, és a bőrrel való érintkezés a kiszáradáshoz vezet. Másrészt az orvosi vizsgálatok nem tudták meghatározni, hogy az izopentán karcinogén anyag-e. Ugyanakkor veszélyes szennyező anyagnak tekintik a tengeri ökoszisztémák és fauna szempontjából.

Az izopentán körül a legnagyobb veszély nem annyira a reakcióképessége, hanem a gyúlékonysága: oxigénnel ég a levegőben. És mivel folyadéke nagyon illékony, a legkisebb szivárgás gőzök sok részét a környezetbe engedi, amely a legkisebb láng vagy más hőforrás közelében meggyullad.

Ezért kell az izopentánt tartalmazó termékeket biztonságos és hűvös környezetben tárolni.

Irodalom

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Szerves kémia. (10 ^th kiadás.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Szerves kémia. (Hatodik kiadás). Mc Graw Hill.
3. Morrison és Boyd. (1987). Szerves kémia. (Ötödik kiadás). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Izopentánt. Helyreállítva: en.wikipedia.org
5. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2020). Izopentánt. PubChem adatbázis. CID = 6556. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020). Izopentánt. ScienceDirect. Helyreállítva: sciencedirect.com
7. Jennifer B. Galvin és Fred Marashi. (2010). 2-metilbután (izopentán). A Toxikológiai és Környezeti Egészségügyi Folyóirat, A. rész Aktuális kérdések. 58. évfolyam, 1999 - 1-2. Kiadás. doi.org/10.1080/009841099157403