ІЗОПЕНТАН: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ, ОТРИМАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Ізопентан є органічна сполука , яка конденсируют формулу (СН ₃ ) ₂ СНСН ₂ СН ₃ . Це алкан, конкретно розгалужений ізомер пентану, який характеризується високолетучою рідиною і використовується як піноутворювач. В даний час його найбільш рекомендована назва IUPAC - 2-метилбутан.

На зображенні нижче його структурна формула видно. Зауважте, що CH _3- група фактично приєднана до вуглецю 2 бутилового ланцюга. З ізопентану отримують ізопентил або ізопентильний заступник або радикал, який є одним з найбільш об'ємних алкільних заступників, який може бути.

Структурна формула ізопентану. Джерело: NEUROtiker / Public domain

Ізопентан - неполярна, гідрофобна та горюча сполука. Його запах схожий з бензином і насправді входить до його складу, оскільки збільшує його октанове число або октанове число. Він отримується з реакції ізомеризації н-пентану, хоча він природним чином досягається в невеликих кількостях в межах запасів природного газу.

Ізопентан вважається нетоксичною речовиною, окрім легкозаймистого характеру. Людина може її поглинути і помахувати, перш ніж розвиватися небажані симптоми, такі як блювота і запаморочення. Ізопентан можна знайти в кремах для гоління та кондиціонерах для волосся.

Структура ізопентану

Молекулярна структура ізопентану. Джерело: Benjah-bmm27 через Wikipedia.

У верхньому зображенні маємо молекулярну структуру ізопентану, представлену моделлю сфер і брусків. Чорні сфери відповідають атомам вуглецю, а білі - атомам водню. Його карбоновий скелет можна сказати як міцний, розгалужений і об'ємний.

Кінці молекули ізопентану складаються з CH ₃ груп , які неефективні, коли мова йде про посилення міжмолекулярних взаємодій. Молекули ізопентану залежать від дисперсійних сил Лондона та їх маси, щоб залишатися згуртованими, і таким чином визначають рідину при нормальних умовах температури та тиску.

Однак його геометрія та групи CH ₃ відповідають за те, що ізопентанова рідина є дуже летючою і кипить при температурі 28,2 ° C. Наприклад, лінійний n-пентановий ізомер кипить близько 36 ° C, що відображає його кращі міжмолекулярні взаємодії.

Незважаючи на свою очевидну стійкість, молекула ізопентану здатна приймати різні просторові конфігурації, ключовий фактор у встановленні її кристала при температурі -160 ° С.

Властивості

Зовнішність

Безбарвна рідина або газ з водянистим виглядом, а також виділяє запах, схожий на бензин. Це дуже летюча речовина.

Точка плавлення

Ізопентан кристалізується в інтервалі температур від -161 до -159 ° C.

Точка кипіння

Ізопентан кипить при температурі від 27,8 до 28,2 ° C. Тому, як тільки його виставлять за межі своєї ємності, він почне кипіти і виділяти великі обсяги пари.

Тиск пари

76,9 кПа при 20 ° С (близько 0,76 атм)

Щільність

0,6201 г / мл при 20 ° С. Пари ізопентану на 2,48 щільніше повітря.

Розчинність

Ізопентан, будучи неполярною речовиною, нерозчинний і не змішується з водою та деякими спиртами. Він розчинний і змішується в парафінових розчинниках, ефірах, тетрахлориді вуглецю, а також в ароматичних рідинах, таких як толуол.

Показник заломлення

1354

Поверхневе натягнення

15 дин / см при 20 ºC

В'язкість

0,214 cP при 20 ºC

Точка займання

-51 ° С. Ця температура робить ізопентан небезпечним вогненебезпечним, тому ваші продукти слід тримати якомога далі від будь-якого джерела полум'я або тепла.

Температура автозапуску

420 ºC

Програми

Креми для гоління містять невелику кількість ізопентану, які діють як пропелент і додають текстурі продукт. Джерело: Pixabay.

Ізопентан - це органічний розчинник, який служить реакційним середовищем для певних органічних синтезів, а також являє собою сировину для отримання інших сполук.

Він додається в бензин, щоб збільшити його октанове число, і в різні косметичні засоби для поліпшення його текстури, такі як креми для гоління, коли він швидко випаровується і залишає після себе бульбашкову масу.

Аналогічно полістирол змочується в ізопентані, так що при його випаровуванні він розширює пластик до створення різновиду піни, з якої сконструйовані склянки, моделі, тарілки, лотки тощо.

З іншого боку, в кріогеніці ізопентан використовується разом із сухим льодом та рідким азотом для заморожування тканин та біологічних зразків.

Отримання

Ізопентан може бути отриманий із резервуарів природного газу, проте він займає лише 1% його вмісту.

Інший маршрут, найбільш широко застосовуваний на промисловому рівні, починається з н-пентану, відгорнутого від процесів переробки нафти. Тоді n -пентан зазнає особливу реакцію, яку називають ізомеризацією.

Метою ізомеризації н-пентану є отримання його більш розгалужених ізомерів. Таким чином, серед продуктів ми маємо не тільки ізопентан, але і неопентан. Ця реакція можлива завдяки використанню дуже специфічних металевих каталізаторів, які контролюють, яку температуру та який тиск потрібно.

Ризики

Ізопентан вважається нетоксичною речовиною. Частково це пов'язано з його низькою реакційною здатністю, оскільки його зв'язки СС або СН не можуть легко розірватися, тому вони не втручаються як такі в жоден обмінний процес. Насправді людина здатна вдихати велику кількість своїх парів перед задухою, не маючи при цьому пошкодження, побічно.

Його прийом всередину викликає нудоту і блювоту, а контакт з шкірою закінчується її висиханням. З іншого боку, медичні дослідження не змогли встановити, чи є ізопентан канцерогенною речовиною. Однак він вважається небезпечним забруднювачем для морських екосистем та їх фауни.

Найбільшу небезпеку навколо ізопентану становить не стільки його реакційна здатність, скільки його горючість: він горить киснем у повітрі. А оскільки його рідина сильно летуча, найменший витік викидає багато навколишнього середовища в навколишнє середовище, яке буде запалюватися при найменшій близькості до полум'я або будь-якого іншого джерела тепла.

Ось чому продукти, що містять ізопентан, слід зберігати у безпечних та прохолодних умовах.

Список літератури

1. Грем Соломон TW, Крейг Б. Фріхле. (2011 р.). Органічна хімія. (10- ^е видання.) Wiley Plus.
2. Кері Ф. (2008). Органічна хімія. (Шосте видання). Mc Graw Hill.
3. Моррісон і Бойд. (1987). Органічна хімія. (П’яте видання). Аддісон-Уеслі Ібероамерикана.
4. Вікіпедія. (2020). Ізопентан. Відновлено з: en.wikipedia.org
5. Національний центр інформації про біотехнології. (2020). Ізопентан. PubChem База даних. CID = 6556. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020). Ізопентан. ScienceDirect. Відновлено з: sciencedirect.com
7. Дженніфер Б. Галвін та Фред Мараші. (2010). 2-Метилбутан (Ізопентан). Журнал токсикології та здоров'я навколишнього середовища, частина A Поточні випуски. Том 58, 1999 - Випуск 1-2. doi.org/10.1080/009841099157403