ISOPENTAAN: STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, GEBRUIK, VERKRIJGEN - CHEMIE - 2025

Het isopentaan is een organische verbinding die is gecondenseerd met formule (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ CH ₃ . Het is een alkaan, in het bijzonder een vertakt isomeer van pentaan, gekenmerkt doordat het een zeer vluchtige vloeistof is en wordt gebruikt als schuimmiddel. Momenteel is de meest aanbevolen naam door de IUPAC 2-methylbutaan.

In onderstaande afbeelding is de structuurformule te zien. Merk op dat een CH ₃ -groep feitelijk bevestigd aan koolstof 2 van de butyl keten. Uit isopentaan wordt de isopentyl- of isopentylsubstituent of -groep verkregen, die een van de meest omvangrijke alkylsubstituenten is die er kunnen zijn.

Structuurformule van isopentaan. Bron: NEUROtiker / publiek domein

Isopentaan is een niet-polaire, hydrofobe en brandbare verbinding. De geur is vergelijkbaar met die van benzine en maakt in feite deel uit van de samenstelling, aangezien het het octaangetal of octaangetal verhoogt. Het wordt verkregen uit de isomerisatiereactie van n-pentaan, hoewel het van nature in kleine hoeveelheden wordt bereikt binnen de aardgasreserves.

Afgezien van het licht ontvlambare karakter, wordt isopentaan beschouwd als een niet-giftige stof. Een persoon kan het inslikken en het spaarzaam ruiken voordat zich ongewenste symptomen, zoals braken en duizeligheid, ontwikkelen. Isopentaan is te vinden in scheerschuim en haarconditioners.

Structuur van isopentaan

Moleculaire structuur van isopentaan. Bron: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

In de bovenste afbeelding hebben we de moleculaire structuur van isopentaan, weergegeven door een model van bollen en staven. De zwarte bollen komen overeen met de koolstofatomen, de witte bollen met de waterstofatomen. Het koolstofskelet is robuust, vertakt en volumineus.

De uiteinden van het molecuul isopentaan bestaan uit CH ₃ groepen , die inefficiënt zijn wat betreft het verbeteren intermoleculaire interacties. Isopentaanmoleculen zijn afhankelijk van de verspreidende krachten van Londen en hun massa om samenhangend te blijven, en definiëren dus een vloeistof onder normale omstandigheden van temperatuur en druk.

De geometrie en de CH _3- groepen zorgen er echter voor dat de isopentaanvloeistof zeer vluchtig is en kookt bij een temperatuur van 28,2 ºC. Het lineaire n-pentaanisomeer kookt bijvoorbeeld rond de 36 ° C, wat de betere intermoleculaire interacties weerspiegelt.

Ondanks zijn schijnbare robuustheid is het isopentaanmolecuul in staat verschillende ruimtelijke configuraties aan te nemen, een sleutelfactor bij de vorming van zijn kristal bij een temperatuur van -160ºC.

Eigendommen

Fysiek uiterlijk

Kleurloze vloeistof of gas, met een waterig uiterlijk, en ook met een geur die lijkt op die van benzine. Het is een zeer vluchtige stof.

Smeltpunt

Isopentaan kristalliseert bij een temperatuurbereik tussen -161 en -159 ° C.

Kookpunt

Isopentaan kookt bij een temperatuur tussen 27,8 en 28,2 ºC. Daarom zal het, zodra het buiten de container wordt blootgesteld, beginnen te koken en grote hoeveelheden stoom afgeven.

Dampdruk

76,9 kPa bij 20 ºC (ongeveer 0,76 atm)

Dichtheid

0,6201 g / ml bij 20 ° C. Isopentaan-dampen zijn 2,48 dichter dan lucht.

Oplosbaarheid

Isopentaan, een apolaire stof, is onoplosbaar en niet mengbaar met water en sommige alcoholen. Het is oplosbaar en mengbaar in paraffinische oplosmiddelen, ethers, tetrachloorkoolstof en ook in aromatische vloeistoffen zoals tolueen.

Brekingsindex

1.354

Oppervlaktespanning

15 dyn / cm bij 20 ºC

Viscositeit

0,214 cP bij 20 ºC

Vlampunt

-51 ° C. Deze temperatuur maakt isopentaan gevaarlijk ontvlambaar, dus uw producten moeten zo ver mogelijk uit de buurt van vlammen of warmtebronnen worden gehouden.

Zelfontbranding temperatuur

420 ºC

Toepassingen

Scheercrèmes bevatten kleine hoeveelheden isopentaan die als drijfgas werken en textuur aan het product geven. Bron: Pixabay.

Isopentaan is een organisch oplosmiddel dat dient als reactiemedium voor bepaalde organische syntheses, en het vertegenwoordigt ook de grondstof voor de productie van andere verbindingen.

Het wordt toegevoegd aan benzine om het octaangetal te verhogen en aan verschillende cosmetische producten om de textuur te verbeteren, zoals scheerschuim, zodra het snel verdampt en een bubbelende massa achterlaat.

Evenzo wordt polystyreen bevochtigd in isopentaan, zodat het, wanneer het verdampt, het plastic uitzet tot een soort schuim, waarmee glazen, modellen, borden, trays, enz. Worden ontworpen.

Aan de andere kant wordt in de cryogene techniek isopentaan gebruikt, samen met droogijs en vloeibare stikstof, om weefsels en biologische monsters te bevriezen.

Het verkrijgen van

Isopentaan kan worden verkregen uit aardgasreservoirs, maar bezet slechts 1% van de inhoud.

Een andere route, die op industrieel niveau het meest wordt gebruikt, begint met n-pentaan dat wordt gedestilleerd uit olieraffinageprocessen. Vervolgens ondergaat het n-pentaan een speciale reactie die isomerisatie wordt genoemd.

Het doel van de isomerisatie van n-pentaan is om zijn meer vertakte isomeren te verkrijgen. Zo hebben we onder de producten niet alleen isopentaan maar ook neopentaan. Deze reactie is mogelijk door het gebruik van zeer specifieke metallische katalysatoren, die bepalen welke temperatuur en welke drukken vereist zijn.

Risico's

Isopentaan wordt beschouwd als een niet-giftige stof. Dit komt gedeeltelijk door de lage reactiviteit, aangezien de CC- of CH-bindingen niet gemakkelijk te verbreken zijn, dus ze interfereren als zodanig niet in enig metabolisch proces. In feite is een persoon in staat grote hoeveelheden van zijn dampen in te ademen vóór verstikking, zonder schijnbaar bijkomende schade op te lopen.

De inname ervan veroorzaakt misselijkheid en braken, en het contact met de huid droogt het uit. Aan de andere kant hebben medische onderzoeken niet kunnen bepalen of isopentaan een kankerverwekkende stof is. Het wordt echter beschouwd als een gevaarlijke verontreinigende stof voor mariene ecosystemen en hun fauna.

Het grootste gevaar rond isopentaan is niet zozeer de reactiviteit, maar de ontvlambaarheid: het verbrandt met zuurstof in de lucht. En omdat de vloeistof zeer vluchtig is, zal bij het minste lek veel van de dampen in de omgeving terechtkomen, die bij de minste nabijheid van een vlam of een andere warmtebron ontbranden.

Daarom moeten producten die isopentaan bevatten, in veilige en koele omgevingen worden bewaard.

Referenties

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organische chemie. (10 ^e editie.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organische chemie. (Zesde editie). Mc Graw Hill.
3. Morrison en Boyd. (1987). Organische chemie. (Vijfde editie). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Isopentaan. Hersteld van: en.wikipedia.org
5. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2020). Isopentaan. PubChem-database. CID = 6556. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020). Isopentaan. ScienceDirect. Hersteld van: sciencedirect.com
7. Jennifer B. Galvin en Fred Marashi. (2010). 2-methylbutaan (isopentaan). Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A Current Issues. Volume 58, 1999 - Nummer 1-2. doi.org/10.1080/009841099157403