IZOPENTANAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, GAVIMAS - CHEMIJA - 2025

Izopentano yra organinis junginys, kuris yra kondensuotas formulę (CH ₃ ) ₂ -CH ₂ CH ₃ . Tai yra alkanas, konkrečiai šakotas pentano izomeras, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad yra labai lakus skystis ir naudojamas kaip putojimo agentas. Šiuo metu labiausiai rekomenduojamas IUPAC pavadinimas yra 2-metilbutanas.

Žemiau esančiame paveikslėlyje galima pamatyti jo struktūrinę formulę. Dėmesį, kad CH ₃ grupė yra iš tikrųjų pridedamas prie anglies 2 butilo grandinėje. Iš izopentano gaunamas izopentilo arba izopentilo pakaitalas arba radikalas, kuris yra vienas iš galingiausių alkilo pakaitalų, koks gali būti.

Izopentano struktūrinė formulė. Šaltinis: NEUROtiker / Public domain

Izopentanas yra nepolinis, hidrofobinis ir degus junginys. Jo kvapas yra panašus į benzino kvapo ir iš tikrųjų yra jo sudėties dalis, nes padidėja jo oktaninis arba oktaninis skaičius. Jis gaunamas vykdant n-pentano izomerizacijos reakciją, nors natūraliai jis gaunamas nedideliais kiekiais natūralių dujų rezervuose.

Dėl labai degios savybės izopentanas laikomas netoksiška medžiaga. Žmogus gali jį nuryti ir užuosti, kad atsirastų nepageidaujamų simptomų, tokių kaip vėmimas ir galvos svaigimas. Izopentano galima rasti skutimosi kremuose ir plaukų kondicionieriuose.

Izopentano struktūra

Izopentano molekulinė struktūra. Šaltinis: „Benjah-bmm27“ per Vikipediją.

Viršutiniame paveikslėlyje yra izopentano molekulinė struktūra, pavaizduota sferų ir juostų modeliu. Juodos sferos atitinka anglies atomus, o baltos sferos - vandenilio atomus. Galima sakyti, kad jo anglies skeletas yra tvirtas, šakotas ir didelis.

Izopentano molekulės galus sudaro CH ₃ grupės , kurios yra neveiksmingos stiprinant tarpmolekulinę sąveiką. Izpentano molekulės priklauso nuo Londono dispersinių jėgų ir jų masių, kad išliktų darnios ir tokiu būdu apibūdina skystį normaliomis temperatūros ir slėgio sąlygomis.

Tačiau jo geometrija ir CH ₃ grupės lemia, kad izopentano skystis yra labai lakus ir verda 28,2 ºC temperatūroje. Pavyzdžiui, linijinis n-pentano izomeras verda maždaug 36 ° C temperatūroje, atspindėdamas jo geresnę tarpmolekulinę sąveiką.

Nepaisant akivaizdaus tvirtumo, izopentano molekulė gali pritaikyti įvairias erdvines konfigūracijas, svarbiausias veiksnys nustatant jos kristalą -160ºC temperatūroje.

Savybės

Fizinė išvaizda

Bespalvis skystis arba dujos, vandeningos išvaizdos, be to, skleidžiantis kvapą, panašų į benzino. Tai labai nepastovi medžiaga.

Lydymosi temperatūra

Izpentanas kristalizuojasi temperatūrų intervale nuo -161 iki -159 ° C.

Virimo taškas

Izopentano virimo temperatūra yra 27,8–28,2 ºC. Todėl, kai tik jis bus paveiktas už jo talpyklos, jis pradės virti ir išskirs didelius kiekius garų.

Garų slėgis

76,9 kPa esant 20 ºC (apie 0,76 atm)

Tankis

0,6201 g / ml 20 ° C temperatūroje. Izopentano garai yra 2,48 tankesni už orą.

Tirpumas

Izopentanas, kaip apoliarinė medžiaga, netirpsta ir nesimaišo su vandeniu ir kai kuriais alkoholiais. Jis tirpsta ir maišosi parafininiuose tirpikliuose, eteriuose, anglies tetrachloride, taip pat aromatiniuose skysčiuose, tokiuose kaip toluenas.

Lūžio rodiklis

1,354

Paviršiaus įtempimas

15 dyn / cm esant 20 ºC

Klampumas

0,214 cP esant 20 ºC

Pliūpsnio temperatūra

-51 ° C. Dėl šios temperatūros izopentanas tampa pavojingai degus, todėl jūsų produktai turėtų būti kuo toliau nuo bet kokios liepsnos ar šilumos šaltinio.

Savaiminio užsidegimo temperatūra

420 ºC

Programos

Skutimosi kremuose yra nedidelis izopentano kiekis, kuris veikia kaip raketinis kuras ir prideda produkto tekstūrą. Šaltinis: „Pixabay“.

Izopentanas yra organinis tirpiklis, naudojamas kaip reakcijos terpė tam tikroms organinėms sintezėms, be to, jis taip pat yra žaliava kitiems junginiams gaminti.

Jis pridedamas į benziną, kad padidėtų jo oktaninis skaičius, ir į įvairius kosmetikos gaminius, siekiant pagerinti jo tekstūrą, pavyzdžiui, skutimosi kremai, kai tik jis greitai išgaruoja ir palieka putojančią masę.

Panašiai polistirenas sudrėkinamas izopentane, kad, išgaravus, jis plečiasi plastikui, kol sukuria savotišką putą, su kuria yra suprojektuoti stiklai, modeliai, plokštės, padėklai ir kt.

Kita vertus, kriogenikoje izopentanas kartu su sausu ledu ir skystu azotu naudojamas audiniams ir biologiniams mėginiams užšaldyti.

Gavimas

Izopentaną galima gauti iš gamtinių dujų rezervuarų, tačiau jis užima tik 1% jo kiekio.

Kitas būdas, plačiausiai naudojamas pramoniniame lygmenyje, yra n-pentanas, distiliuotas po naftos perdirbimo proceso. Tuomet n-pentane vyksta speciali reakcija, vadinama izomerizacija.

N-pentano izomerizacijos tikslas yra gauti labiau šakotus jo izomerus. Taigi tarp produktų mes turime ne tik izopentano, bet ir neopentano. Ši reakcija įmanoma naudojant labai specifinius metalinius katalizatorius, kurie kontroliuoja, kokia temperatūra ir koks slėgis yra būtini.

Pavojai

Izopentanas laikomas netoksiška medžiaga. Iš dalies taip yra dėl mažo jo reaktyvumo, nes jo CC ar CH ryšius nėra lengva suskaidyti, todėl jie nesikiša į jokius metabolinius procesus. Tiesą sakant, žmogus sugeba įkvėpti didelius savo garų kiekius prieš uždusdamas, akivaizdžiai nepatirdamas žalos.

Nurijus, atsiranda pykinimas ir vėmimas, o sąlytis su oda ją nusausina. Kita vertus, medicininiais tyrimais nepavyko nustatyti, ar izopentanas yra kancerogeninė medžiaga. Tačiau jis laikomas pavojingu jūrų ekosistemų ir jų faunos teršėju.

Didžiausią pavojų aplink izopentaną kelia ne tiek jo reaktyvumas, kiek degumas: jis dega deguonimi ore. Dėl to, kad jo skystis yra labai lakus, dėl menkiausio nutekėjimo daugelis jo garų pateks į aplinką, ir jie užsidegs bent jau arti liepsnos ar bet kokio kito šilumos šaltinio.

Štai kodėl produktai, kurių sudėtyje yra izopentano, turėtų būti laikomi saugioje ir vėsioje aplinkoje.

Nuorodos

1. Grahamas Solomonsas TW, Craigas B. Fryhle'as. (2011). Organinė chemija. (10 ^-asis leidimas). „Wiley Plus“.
2. Carey F. (2008). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
3. Morrisonas ir Boydas. (1987). Organinė chemija. (Penktas leidimas). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Vikipedija. (2020). Izopentanas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
5. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2020). Izopentanas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 6556. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. „Elsevier BV“ (2020). Izopentanas. „ScienceDirect“. Atkurta iš: sciencedirect.com
7. Jennifer B. Galvin ir Fredas Marashi. (2010). 2-metilbutanas (izopentanas). Toksikologijos ir aplinkos sveikatos žurnalas, A dalis. 1999 m. 58 tomas - 1-2 leidimas. doi.org/10.1080/009841099157403