ISOPENTANE: CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH, SỬ DỤNG, THU ĐƯỢC - HÓA HỌC - 2025

Các Isopentan là một hợp chất hữu cơ được ngưng tụ công thức (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ CH ₃ . Nó là một ankan, cụ thể là một đồng phân nhánh của pentan, có đặc điểm là chất lỏng dễ bay hơi và được sử dụng làm chất tạo bọt. Hiện tại, tên được IUPAC đề xuất nhiều nhất là 2-metylbutan.

Trong hình ảnh bên dưới có thể thấy công thức cấu tạo của nó. Lưu ý rằng một nhóm CH ₃ thực sự được gắn vào cacbon 2 của chuỗi butyl. Từ isopentan, nhóm thế hoặc gốc isopentyl hoặc isopentyl thu được, là một trong những nhóm thế alkyl dễ bay hơi nhất có thể có.

Công thức cấu tạo của isopentan. Nguồn: NEUROtiker / Public domain

Isopentane là một hợp chất không phân cực, kỵ nước và dễ cháy. Mùi của nó tương tự như mùi xăng, và trên thực tế là một phần trong thành phần của nó, vì nó làm tăng số octan hoặc chỉ số octan. Nó thu được từ phản ứng đồng phân hóa n-pentan, mặc dù nó đạt được một cách tự nhiên với số lượng nhỏ trong trữ lượng khí đốt tự nhiên.

Ngoài đặc tính rất dễ cháy của nó, isopentane được coi là một chất không độc hại. Một người có thể ăn và ngửi nó một cách tiết kiệm trước khi phát triển các triệu chứng không mong muốn, chẳng hạn như nôn mửa và chóng mặt. Isopentane có thể được tìm thấy trong kem cạo râu và dầu dưỡng tóc.

Cấu trúc của isopentane

Cấu trúc phân tử của isopentan. Nguồn: Benjah-bmm27 qua Wikipedia.

Trong hình trên, chúng ta có cấu trúc phân tử của isopentan, được biểu diễn bằng mô hình hình cầu và thanh. Các quả cầu đen tương ứng với các nguyên tử cacbon, trong khi các quả cầu trắng tương ứng với các nguyên tử hydro. Bộ xương carbon của nó có thể nói là chắc chắn, nhiều nhánh và đồ sộ.

Các phần cuối của phân tử isopentan bao gồm các nhóm CH ₃ , không hiệu quả khi tăng cường tương tác giữa các phân tử. Các phân tử isopentane phụ thuộc vào lực phân tán của London và khối lượng của chúng để duy trì tính kết dính, và do đó xác định chất lỏng trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường.

Tuy nhiên, dạng hình học của nó và các nhóm CH ₃ là nguyên nhân khiến chất lỏng isopentan dễ bay hơi và sôi ở nhiệt độ 28,2 ºC. Ví dụ, đồng phân n-pentan mạch thẳng sôi ở khoảng 36 ° C, phản ánh tương tác giữa các phân tử của nó tốt hơn.

Mặc dù có độ bền rõ ràng, phân tử isopentan có khả năng áp dụng các cấu hình không gian khác nhau, yếu tố quan trọng trong việc hình thành tinh thể của nó ở nhiệt độ -160ºC.

Tính chất

Ngoại hình

Chất lỏng hoặc khí không màu, có dạng như nước và cũng có mùi giống mùi xăng. Nó là một chất dễ bay hơi.

Độ nóng chảy

Isopentane kết tinh ở khoảng nhiệt độ từ -161 đến -159 ° C.

Điểm sôi

Isopentan sôi ở khoảng nhiệt độ từ 27,8 đến 28,2 ºC. Do đó, ngay khi tiếp xúc với bên ngoài bình chứa, nó sẽ bắt đầu sôi và tỏa ra một lượng lớn hơi nước.

Áp suất hơi

76,9 kPa ở 20 ºC (khoảng 0,76 atm)

Tỉ trọng

0,6201 g / mL ở 20 ° C. Hơi isopentan đặc hơn không khí 2,48.

Độ hòa tan

Isopentane, là một chất không phân cực, không hòa tan và không hòa trộn với nước và một số rượu. Nó có thể hòa tan và trộn lẫn trong dung môi parafinic, ete, cacbon tetraclorua, và cả trong chất lỏng thơm như toluen.

Chỉ số khúc xạ

1.354

Sức căng bề mặt

15 dyn / cm ở 20 ºC

Độ nhớt

0,214 cP ở 20 ºC

Điểm sáng

-51 ° C. Nhiệt độ này làm cho isopentane dễ bắt lửa, vì vậy các sản phẩm của bạn phải được giữ càng xa càng tốt với bất kỳ ngọn lửa hoặc nguồn nhiệt nào.

Nhiệt độ tự bốc cháy

420 ºC

Các ứng dụng

Kem cạo râu có chứa một lượng nhỏ isopentane hoạt động như một chất đẩy và thêm kết cấu cho sản phẩm. Nguồn: Pixabay.

Isopentane là một dung môi hữu cơ được sử dụng như một môi trường phản ứng cho một số tổng hợp hữu cơ nhất định, và nó cũng đại diện cho nguyên liệu để sản xuất các hợp chất khác.

Nó được thêm vào xăng để tăng chỉ số octan và vào các sản phẩm mỹ phẩm khác nhau để cải thiện kết cấu của nó, chẳng hạn như kem cạo râu, một khi nó bay hơi nhanh và để lại một khối sủi bọt.

Tương tự, polystyrene được làm ẩm trong isopentane để khi bay hơi, nó nở ra nhựa cho đến khi tạo ra một loại bọt, dùng để thiết kế ly, mô hình, đĩa, khay, v.v.

Mặt khác, trong quá trình đông lạnh, isopentane được sử dụng cùng với đá khô và nitơ lỏng để làm đông lạnh các mô và mẫu sinh học.

Thu được

Isopentane có thể được lấy từ các bể chứa khí đốt tự nhiên, tuy nhiên chỉ chiếm 1% hàm lượng của nó.

Một lộ trình khác, được sử dụng rộng rãi nhất ở cấp độ công nghiệp, là bắt đầu với n -pentan được chưng cất từ ​​các quá trình lọc dầu. Sau đó, n -pentan trải qua một phản ứng đặc biệt được gọi là quá trình đồng phân hóa.

Mục đích của quá trình đồng phân hóa n-pentan là thu được các đồng phân phân nhánh nhiều hơn của nó. Vì vậy, trong số các sản phẩm chúng tôi không chỉ có isopentane mà còn có neopentane. Phản ứng này có thể xảy ra thông qua việc sử dụng các chất xúc tác kim loại rất cụ thể, có thể kiểm soát nhiệt độ và áp suất yêu cầu.

Rủi ro

Isopentane được coi là một chất không độc hại. Điều này một phần là do khả năng phản ứng thấp, vì các liên kết CC hoặc CH của nó không dễ bị phá vỡ, vì vậy chúng không gây trở ngại trong bất kỳ quá trình trao đổi chất nào. Trên thực tế, một người có khả năng hít một lượng lớn hơi của nó trước khi bị ngạt thở mà không bị thiệt hại về tài sản.

Khi nuốt phải nó sẽ gây ra cảm giác buồn nôn và nôn mửa, và việc tiếp xúc với da sẽ làm khô da. Mặt khác, các nghiên cứu y học vẫn chưa thể xác định liệu isopentane có phải là chất gây ung thư hay không. Tuy nhiên, nó được coi là chất gây ô nhiễm nguy hiểm cho hệ sinh thái biển và hệ động vật của chúng.

Mối nguy hiểm lớn nhất xung quanh isopentane không phải là khả năng phản ứng của nó mà là khả năng dễ cháy: nó cháy với oxy trong không khí. Và bởi vì chất lỏng của nó rất dễ bay hơi, một sự rò rỉ nhỏ nhất cũng sẽ giải phóng nhiều hơi của nó vào môi trường, sẽ bốc cháy ở khoảng cách nhỏ nhất với ngọn lửa hoặc bất kỳ nguồn nhiệt nào khác.

Đó là lý do tại sao các sản phẩm có chứa isopentane nên được bảo quản trong môi trường an toàn và mát mẻ.

Người giới thiệu

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Hóa học hữu cơ. ( ^Tái bản ^{lần thứ} 10. ). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Hóa học hữu cơ. (Tái bản lần thứ sáu). Đồi Mc Graw.
3. Morrison và Boyd. (Năm 1987). Hóa học hữu cơ. (Phiên bản thứ năm). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (Năm 2020). Isopentan. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
5. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (Năm 2020). Isopentan. Cơ sở dữ liệu PubChem. CID = 6556. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (năm 2020). Isopentan. ScienceDirect. Phục hồi từ: sciricalirect.com
7. Jennifer B. Galvin và Fred Marashi. (2010). 2-Metylbutan (Isopentan). Tạp chí Độc chất học và Sức khỏe Môi trường, Phần A Các vấn đề hiện tại. Tập 58, 1999 - Số 1-2. doi.org/10.1080/009841099157403