IZOPENTAN: BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIA, OTRZYMYWANIE - CHEMIA - 2026

Izopentanu jest związek organiczny, który jest skondensowany wzorze (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ CH ₃ . Jest to alkan, a konkretnie rozgałęziony izomer pentanu, charakteryzujący się wysoką lotnością cieczy i stosowany jako środek spieniający. Obecnie najbardziej polecaną nazwą przez IUPAC jest 2-metylobutan.

Na poniższym obrazku widać jego wzór strukturalny. Należy zauważyć, że CH ₃ Grupa jest w rzeczywistości przyłączona do atomu węgla 2 łańcucha butylu. Z izopentanu otrzymuje się podstawnik lub rodnik izopentylowy lub izopentylowy, będący jednym z najbardziej obszernych podstawników alkilowych, jakie mogą występować.

Wzór strukturalny izopentanu. Źródło: NEUROtiker / domena publiczna

Izopentan jest związkiem niepolarnym, hydrofobowym i łatwopalnym. Jego zapach jest podobny do zapachu benzyny i jest właściwie częścią jej składu, ponieważ zwiększa liczbę oktanową lub liczbę oktanową. Uzyskuje się go w wyniku reakcji izomeryzacji n-pentanu, chociaż naturalnie występuje w małych ilościach w złożach gazu ziemnego.

Pomijając jego wysoce łatwopalny charakter, izopentan jest uważany za substancję nietoksyczną. Osoba może ją spożyć i delikatnie wąchać, zanim pojawią się niepożądane objawy, takie jak wymioty i zawroty głowy. Izopentan można znaleźć w kremach do golenia i odżywkach do włosów.

Struktura izopentanu

Budowa molekularna izopentanu. Źródło: Benjah-bmm27 za pośrednictwem Wikipedii.

Na górnym obrazku mamy strukturę molekularną izopentanu, reprezentowaną przez model sfer i słupków. Czarne kulki odpowiadają atomom węgla, a białe - atomom wodoru. Można powiedzieć, że jego szkielet węglowy jest solidny, rozgałęziony i obszerny.

Końce izopentanu cząsteczki składają się z CH ₃ grupy , które są nieskuteczne, jeśli chodzi o zwiększenie oddziaływań. Cząsteczki izopentanu są zależne od sił dyspersyjnych Londynu i ich mas, aby zachować spójność, a tym samym definiować ciecz w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia.

Jednakże jej geometrii i CH ₃ grupy są odpowiedzialne za izopentanu cieczy jest bardzo zmienny, wrzących w temperaturze 28,2 ° C. Na przykład liniowy izomer n-pentanu wrze w okolicach 36 ° C, co odzwierciedla jego lepsze interakcje międzycząsteczkowe.

Pomimo pozornej odporności, cząsteczka izopentanu jest zdolna do przyjmowania różnych konfiguracji przestrzennych, co jest kluczowym czynnikiem przy tworzeniu kryształu w temperaturze -160ºC.

Nieruchomości

Wygląd fizyczny

Bezbarwna ciecz lub gaz o wodnistym wyglądzie, a także wydzielający zapach podobny do zapachu benzyny. Jest to bardzo lotna substancja.

Temperatura topnienia

Izopentan krystalizuje w zakresie temperatur od -161 do -159 ° C.

Temperatura wrzenia

Izopentan wrze w zakresie temperatur od 27,8 do 28,2 ° C. Dlatego, gdy tylko zostanie wystawiony na zewnątrz swojego pojemnika, zacznie wrzeć i wydzielać duże ilości pary.

Ciśnienie pary

76,9 kPa przy 20 ºC (około 0,76 atm)

Gęstość

0,6201 g / ml w temperaturze 20 ° C Opary izopentanu są o 2,48 gęstsze od powietrza.

Rozpuszczalność

Izopentan, będąc substancją niepolarną, jest nierozpuszczalny i niemieszalny z wodą i niektórymi alkoholami. Jest rozpuszczalny i mieszalny w rozpuszczalnikach parafinowych, eterach, czterochlorku węgla, a także w cieczach aromatycznych, takich jak toluen.

Współczynnik załamania światła

1,354

Napięcie powierzchniowe

15 dyn / cm przy 20 ºC

Lepkość

0,214 cP w 20 ° C

Temperatura zapłonu

-51 ° C Ta temperatura sprawia, że ​​izopentan jest niebezpiecznie łatwopalny, dlatego produkty należy przechowywać jak najdalej od wszelkich płomieni lub źródeł ciepła.

Temperatura samozapłonu

420 ºC

Aplikacje

Kremy do golenia zawierają niewielkie ilości izopentanu, który działa jako propelent i nadaje produktowi odpowiednią konsystencję. Źródło: Pixabay.

Izopentan jest rozpuszczalnikiem organicznym, który służy jako medium reakcyjne w niektórych syntezach organicznych, a także stanowi surowiec do produkcji innych związków.

Dodawany jest do benzyny w celu zwiększenia jej liczby oktanowej oraz do różnych produktów kosmetycznych w celu poprawy jej konsystencji, takich jak kremy do golenia, gdy szybko odparowuje i pozostawia musującą masę.

Podobnie polistyren zwilża się w izopentanie, dzięki czemu po odparowaniu rozszerza tworzywo sztuczne aż do powstania pianki, z której projektuje się szklanki, modele, talerze, tace itp.

Z drugiej strony w kriogenice izopentan jest używany wraz z suchym lodem i ciekłym azotem do zamrażania tkanek i próbek biologicznych.

Otrzymywanie

Izopentan można pozyskiwać ze złóż gazu ziemnego, jednak stanowi on zaledwie 1% jego zawartości.

Inną drogą, najpowszechniej stosowaną na poziomie przemysłowym, jest rozpoczęcie od n-pentanu destylowanego z procesów rafinacji ropy naftowej. Następnie n-pentan ulega specjalnej reakcji zwanej izomeryzacją.

Celem izomeryzacji n-pentanu jest otrzymanie jego bardziej rozgałęzionych izomerów. Tak więc wśród produktów mamy nie tylko izopentan, ale także neopentan. Ta reakcja jest możliwa dzięki zastosowaniu bardzo specyficznych katalizatorów metalicznych, które kontrolują wymaganą temperaturę i ciśnienie.

Ryzyka

Izopentan jest uważany za substancję nietoksyczną. Wynika to częściowo z jego niskiej reaktywności, ponieważ jego wiązania CC lub CH nie są łatwe do zerwania, więc jako takie nie zakłócają żadnego procesu metabolicznego. W rzeczywistości osoba jest w stanie wdychać duże ilości swoich oparów przed uduszeniem, bez widocznych dodatkowych uszkodzeń.

Jego połknięcie powoduje nudności i wymioty, a kontakt ze skórą powoduje wysuszenie. Z drugiej strony badania medyczne nie były w stanie określić, czy izopentan jest substancją rakotwórczą. Uważa się jednak, że jest niebezpiecznym zanieczyszczeniem dla ekosystemów morskich i ich fauny.

Największym zagrożeniem związanym z izopentanem jest nie tyle jego reaktywność, co łatwopalność: pali się tlenem w powietrzu. A ponieważ ciecz jest bardzo lotna, najmniejszy wyciek spowoduje uwolnienie wielu jej oparów do środowiska, które zapalą się w najmniejszej odległości od płomienia lub innego źródła ciepła.

Dlatego produkty zawierające izopentan należy przechowywać w bezpiecznym i chłodnym miejscu.

Bibliografia

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Chemia organiczna. (10 ^th Edition.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Chemia organiczna. (Wydanie szóste). Mc Graw Hill.
3. Morrison i Boyd. (1987). Chemia organiczna. (Piąta edycja). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Izopentan. Odzyskane z: en.wikipedia.org
5. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2020). Izopentan. Baza danych PubChem. CID = 6556. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020). Izopentan. ScienceDirect. Odzyskany z: sciencedirect.com
7. Jennifer B. Galvin i Fred Marashi. (2010). 2-metylobutan (izopentan). Journal of Toxicology and Environmental Health, Część A Aktualne problemy. Tom 58, 1999 - wydanie 1-2. doi.org/10.1080/009841099157403