ИЗОПЕНТАН: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ, ПОЛУЧАВАНЕ - ХИМИЯ - 2025

На изопентана е органично съединение, което се кондензира с формула (СН ₃) ₂ СН ₂ СН ₃. Това е алкан, по-специално разклонен изомер на пентан, характеризиращ се с това, че е силно летлива течност и се използва като разпенващ агент. В момента най-препоръчителното му име от IUPAC е 2-метилбутан.

На изображението по-долу може да се види неговата структурна формула. Имайте предвид, че СН ₃ група е действително прикрепен към въглерод 2 на бутил верига. От изопентан се получава изопентил или изопентил заместител или радикал, който е един от най-обемните алкилови заместители, които могат да съществуват.

Структурна формула на изопентан. Източник: NEUROtiker / Public domain

Изопентанът е неполярно, хидрофобно и запалимо съединение. Миризмата му е подобна на тази на бензина и всъщност е част от състава му, тъй като увеличава октановото си число или октановото число. Получава се от реакцията на изомеризация на n -пентан, въпреки че естествено се постига в малки количества в запасите от природен газ.

Неговият лесно запалим характер настрана, изопентанът се счита за нетоксично вещество. Човек може да го поглъща и да го мирише умерено, преди да се развият нежелани симптоми, като повръщане и виене на свят. Изопентан може да се намери в кремовете за бръснене и балсами за коса.

Структура на изопентан

Молекулна структура на изопентан. Източник: Benjah-bmm27 чрез Wikipedia.

В горното изображение имаме молекулярната структура на изопентан, представена от модел на сфери и пръти. Черните сфери съответстват на въглеродните атоми, а белите - на водородните атоми. Въглеродният му скелет може да се каже, че е здрав, разклонен и обемен.

Краищата на изопентан молекулата се състоят от СН ₃ групи, които са неефективни, когато става въпрос за увеличаване на междумолекулни взаимодействия. Изопентановите молекули зависят от дисперсивните сили на Лондон и техните маси, за да останат сплотени и по този начин да определят течност при нормални условия на температура и налягане.

Въпреки това, неговата геометрия и СН ₃ групи са отговорни за изопентан течност силно летлив и кипи при температура от 28,2 ° С. Например, линейният n-пентанов изомер кипи около 36 ° C, което отразява по-добрите му междумолекулни взаимодействия.

Въпреки своята очевидна здравина, молекулата изопентан е в състояние да възприема различни пространствени конфигурации, ключов фактор за установяването на нейния кристал при температура -160 ° С.

Имоти

Външен вид

Безцветна течност или газ, с воднист вид, а също така излъчва миризма, подобна на тази на бензин. Това е силно летливо вещество.

Точка на топене

Изопентан кристализира при температурен диапазон между -161 и -159 ° C.

Точка на кипене

Изопентанът кипи при температурен диапазон между 27,8 и 28,2 ° C. Следователно, веднага щом се изложи извън контейнера си, той ще започне да кипи и отделя големи обеми пара.

Парно налягане

76,9 kPa при 20 ° C (около 0,76 атм)

плътност

0.6201 g / mL при 20 ° C. Парите изопентан са 2,48 по-плътни от въздуха.

разтворимост

Изопентанът, като аполарно вещество, е неразтворим и несмесваем с вода и някои алкохоли. Разтворим е и се смесва в парафинови разтворители, етери, въглероден тетрахлорид, а също и в ароматни течности като толуен.

Рефракционен индекс

1354

Повърхностно напрежение

15 dyn / cm при 20 ° C

вискозитет

0.214 cP при 20 ° C

Точка на светкавица

-51 ° С. Тази температура прави изопентана опасно запалим, така че вашите продукти трябва да се държат възможно най-далеч от всеки източник на пламък или топлина.

Температура на самозапалване

420 ºC

Приложения

Кремовете за бръснене съдържат малки количества изопентан, които действат като гориво и добавят текстура към продукта. Източник: Pixabay

Изопентанът е органичен разтворител, който служи като реакционна среда за определени органични синтези, а също така представлява суровината за производството на други съединения.

Добавя се към бензина за увеличаване на октановото му число, както и към различни козметични продукти за подобряване на текстурата му, като кремове за бръснене, след като се изпари бързо и остави след себе си мехурчеста маса.

По подобен начин полистиролът се навлажнява в изопентан, така че когато се изпарява, той разширява пластмасата, докато създава вид пяна, с която са проектирани чаши, модели, чинии, тави и др.

От друга страна, в криогениката изопентанът се използва заедно със сух лед и течен азот за замразяване на тъкани и биологични проби.

Получаване

Изопентанът може да бъде получен от резервоари за природен газ, но заема само 1% от неговото съдържание.

Друг път, най-широко използван на индустриално ниво, започва с n -пентан, дестилиран от процесите на рафиниране на нефт. Тогава п -пентанът претърпява специална реакция, наречена изомеризация.

Целта на изомеризацията на n-пентан е да се получат неговите по-разклонени изомери. По този начин сред продуктите имаме не само изопентан, но и неопентан. Тази реакция е възможна чрез използването на много специфични метални катализатори, които контролират каква температура и какви налягания са необходими.

Рискове

Изопентанът се счита за нетоксично вещество. Отчасти това се дължи на ниската му реактивност, тъй като нейните СС или СН връзки не се разрушават лесно, така че те не се намесват като такива във всеки метаболитен процес. Всъщност човек е способен да вдишва големи количества от парите си преди задушаване, без очевидно да претърпи колатерални щети.

Поглъщането му причинява гадене и повръщане, а контактът му с кожата завършва с изсушаването му. От друга страна, медицинските изследвания не успяха да определят дали изопентанът е канцерогенно вещество. Той обаче се смята за опасен замърсител за морските екосистеми и тяхната фауна.

Най-голямата опасност около изопентана е не толкова неговата реактивност, колкото неговата запалимост: той гори с кислород във въздуха. И тъй като течността му е силно летлива, най-малкото изтичане ще отдели много от парите си в околната среда, които ще се запалят при най-малка близост до пламък или друг източник на топлина.

Ето защо продуктите, съдържащи изопентан, трябва да се съхраняват в безопасна и прохладна среда.

Препратки

1. Греъм Соломон TW, Craig B. Fryhle. (2011 г.). Органична химия. (10 ^-то издание.) Wiley Plus.
2. Кери Ф. (2008). Органична химия. (Шесто издание). Mc Graw Hill.
3. Морисън и Бойд. (1987). Органична химия. (Пето издание). Адисон-Уесли Ибероамерикана.
4. Wikipedia. (2020). Изопентан. Възстановено от: en.wikipedia.org
5. Национален център за информация за биотехнологиите. (2020). Изопентан. PubChem база данни. CID = 6556. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020). Изопентан. ScienceDirect. Възстановено от: sciencedirect.com
7. Дженифър Б. Галвин и Фред Мараши. (2010 г.). 2-метилбутан (изопентан). Списание за токсикология и здраве на околната среда, част А Актуални проблеми. Том 58, 1999 - брой 1-2. doi.org/10.1080/009841099157403