ISOPENTANE: STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, ZÍSKÁNÍ - CHEMIE - 2025

Isopentan je organická sloučenina, která se kondenzuje vzorce (CH ₃) ₂ CHCH ₂ CH ₃. Je to alkan, konkrétně rozvětvený izomer pentanu, vyznačující se tím, že je vysoce těkavou kapalinou a používá se jako pěnící činidlo. V současné době je IUPAC jeho nejvíce doporučovaným názvem 2-methylbutan.

Na obrázku pod jeho strukturním vzorcem je vidět. Všimněte si, že CH ₃ skupina je skutečně připojena k uhlíku v poloze 2 butyl řetězce. Z isopentanu se získá isopentylový nebo isopentylový substituent nebo zbytek, který je jedním z nejobsažnějších alkylových substituentů, které mohou být.

Strukturální vzorec isopentanu. Zdroj: NEUROtiker / Public Domain

Isopentan je nepolární, hydrofobní a hořlavá sloučenina. Jeho vůně je podobná vůni benzínu a je ve skutečnosti součástí jeho složení, protože zvyšuje jeho oktanové číslo nebo oktanové číslo. Získává se izomerizační reakcí n-pentanu, i když se přirozeně dosahuje v malých množstvích v rámci zásob zemního plynu.

Kromě vysoce hořlavého charakteru se isopentan považuje za netoxickou látku. Člověk ho může spolknout a jemně cítit, než se objeví nežádoucí příznaky, jako je zvracení a závratě. Isopentan se nachází v holicích krémech a kondicionérech na vlasy.

Struktura isopentanu

Molekulární struktura isopentanu. Zdroj: Benjah-bmm27 prostřednictvím Wikipedie.

Na horním obrázku máme molekulární strukturu isopentanu, reprezentovanou modelem sfér a tyčí. Černé koule odpovídají atomům uhlíku, zatímco bílé koule atomům vodíku. Jeho uhlíkovou kostru lze označit za robustní, rozvětvenou a objemnou.

Konce isopentanu molekuly se skládají z CH ₃ skupin, které jsou neúčinné, pokud jde o zvýšení mezimolekulárních interakcí. Isopentanové molekuly závisí na londýnských disperzních silách a jejich hmotnostech, aby zůstaly soudržné, a tak definovaly kapalinu za normálních podmínek teploty a tlaku.

Nicméně, jeho geometrie a CH ₃ skupiny jsou odpovědné za isopentanu kapaliny vysoce těkavé, s teplotou varu při teplotě 28,2 ° C. Například lineární izomer n-pentanu má teplotu varu kolem 36 ° C, což odráží jeho lepší intermolekulární interakce.

I přes zjevnou robustnost je izopentanová molekula schopna přijmout různé prostorové konfigurace, což je klíčový faktor při stanovení krystalu při teplotě -160 ° C.

Vlastnosti

Fyzický vzhled

Bezbarvá kapalina nebo plyn, s vodnatým vzhledem a také uvolňující zápach podobný benzínu. Je to vysoce těkavá látka.

Bod tání

Isopentan krystalizuje při teplotním rozmezí mezi -161 a -159 ° C.

Bod varu

Isopentan má teplotu varu mezi 27,8 a 28,2 ° C. Jakmile je tedy vystavena mimo svůj kontejner, začne vařit a vydávat velké množství páry.

Tlak páry

76,9 kPa při 20 ° C (asi 0,76 atm)

Hustota

0,6201 g / ml při 20 ° C Páry isopentanu jsou hustší než vzduch.

Rozpustnost

Isopentan, který je nepolární látkou, je nerozpustný a nemísitelný s vodou a některými alkoholy. Je rozpustný a mísitelný v parafinových rozpouštědlech, etherech, tetrachlormethanu a také v aromatických kapalinách, jako je toluen.

Index lomu

1,354

Povrchové napětí

15 dyn / cm při 20 ° C

Viskozita

0,214 cP při 20 ° C

Bod vzplanutí

-51 ° C Tato teplota způsobuje, že isopentan je nebezpečně hořlavý, takže by se vaše produkty měly udržovat co nejdále od zdroje plamene nebo tepla.

teplota samovznícení

420 ° C

Aplikace

Holicí krémy obsahují malé množství isopentanu, který působí jako hnací látka a dodává produktu texturu. Zdroj: Pixabay.

Isopentan je organické rozpouštědlo, které slouží jako reakční médium pro určité organické syntézy a také představuje surovinu pro výrobu dalších sloučenin.

Přidává se do benzínu ke zvýšení jeho oktanového čísla a do různých kosmetických prostředků ke zlepšení jeho textury, jako jsou holicí krémy, jakmile se rychle vypařuje a zanechává bublinovou hmotu.

Podobně je polystyren navlhčen v isopentanu, takže když se odpařuje, rozpíná plast, dokud nevytvoří určitý druh pěny, se kterou jsou navrženy brýle, modely, desky, podnosy atd.

Na druhé straně se v kryogenice isopentan používá společně se suchým ledem a kapalným dusíkem k zmrazení tkání a biologických vzorků.

Získání

Isopentan lze získat ze zásobníků zemního plynu, avšak zabírá pouze 1% jeho obsahu.

Další cesta, nejpoužívanější na průmyslové úrovni, začíná n-pentanem destilovaným z rafinace ropy. Poté n-pentan podléhá speciální reakci zvané izomerizace.

Účelem izomerace n-pentanu je získat jeho větvené isomery. Proto mezi produkty máme nejen isopentan, ale také neopentan. Tato reakce je možná použitím velmi specifických kovových katalyzátorů, které řídí, jaká teplota a jaké tlaky jsou vyžadovány.

Rizika

Isopentan je považován za netoxickou látku. To je částečně způsobeno nízkou reaktivitou, protože její vazby CC nebo CH se snadno nerozbijí, takže nezasahují jako takové do žádného metabolického procesu. Ve skutečnosti je člověk schopen vdechnout velká množství svých par před udusením, aniž by zjevně utrpěl kolaterální poškození.

Jeho požití způsobuje nevolnost a zvracení a jeho kontakt s kůží jej nakonec vysuší. Na druhé straně lékařské studie nedokázaly určit, zda je isopentan karcinogenní látkou. Je však považován za nebezpečnou znečišťující látku pro mořské ekosystémy a jejich faunu.

Největším nebezpečím kolem isopentanu není ani tak jeho reaktivita, ale jeho hořlavost: ve vzduchu hoří kyslíkem. A protože jeho kapalina je vysoce těkavá, nejmenší únik uvolní mnoho svých par do životního prostředí, které se zapálí v nejmenší blízkosti plamene nebo jakéhokoli jiného zdroje tepla.

Proto by produkty obsahující isopentan měly být skladovány v bezpečném a chladném prostředí.

Reference

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organická chemie. (10 ^th edition.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organická chemie. (Šesté vydání). Mc Graw Hill.
3. Morrison a Boyd. (1987). Organická chemie. (Páté vydání). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Isopentane. Obnoveno z: en.wikipedia.org
5. Národní centrum pro biotechnologické informace. (2020). Isopentane. PubChem Database. CID = 6556. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020). Isopentane. ScienceDirect. Obnoveno z: sciposedirect.com
7. Jennifer B. Galvin a Fred Marashi. (2010). 2-methylbutan (isopentan). Journal of Toxicology and Health Health, část A Aktuální čísla. Svazek 58, 1999 - vydání 1-2. doi.org/10.1080/009841099157403