โครงสร้างไอโซเพนเทนคุณสมบัติการใช้การได้รับ - เคมี - 2025

isopentaneเป็นสารประกอบอินทรีย์ซึ่งเป็นข้นสูตร (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ CH 3 มันเป็นอัลเคนโดยเฉพาะไอโซเมอร์ของเพนเทนแบบแยกแขนงซึ่งมีลักษณะเป็นของเหลวที่มีความระเหยสูงและใช้เป็นสารทำให้เกิดฟอง ปัจจุบัน IUPAC ชื่อที่แนะนำมากที่สุดคือ 2-methylbutane

ในภาพด้านล่างสามารถเห็นสูตรโครงสร้างได้ โปรดสังเกตว่ากลุ่ม CH ₃นั้นติดอยู่กับคาร์บอน 2 ของโซ่บิวทิล จากไอโซเพนเทนจะได้รับสารทดแทนไอโซเพนทิลหรือไอโซเพนทิลหรือหัวรุนแรงซึ่งเป็นหนึ่งในสารทดแทนอัลคิลที่มีปริมาณมากที่สุดที่อาจมี

สูตรโครงสร้างของไอโซเพนเทน ที่มา: NEUROtiker / โดเมนสาธารณะ

ไอโซเพนเทนเป็นสารประกอบที่ไม่มีขั้วไม่ชอบน้ำและไวไฟ กลิ่นของมันคล้ายกับน้ำมันเบนซินและแท้จริงแล้วเป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบของมันเนื่องจากมันจะเพิ่มเลขออกเทนหรือเลขออกเทน ได้มาจากปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันของ n-pentane แม้ว่าจะทำได้ตามธรรมชาติในปริมาณเล็กน้อยภายในปริมาณสำรองก๊าซธรรมชาติ

นอกจากนี้ยังมีลักษณะไวไฟสูงไอโซเพนเทนถือเป็นสารที่ไม่เป็นพิษ คนสามารถกินเข้าไปและได้กลิ่นเพียงเล็กน้อยก่อนที่จะเกิดอาการไม่พึงประสงค์เช่นอาเจียนและเวียนศีรษะ ไอโซเพนเทนสามารถพบได้ในครีมโกนหนวดและครีมนวดผม

โครงสร้างของไอโซเพนเทน

โครงสร้างโมเลกุลของไอโซเพนเทน ที่มา: Benjah-bmm27 จาก Wikipedia

ในภาพบนเรามีโครงสร้างโมเลกุลของไอโซเพนเทนซึ่งแสดงโดยแบบจำลองของทรงกลมและแท่ง ทรงกลมสีดำสอดคล้องกับอะตอมของคาร์บอนในขณะที่ทรงกลมสีขาวกับอะตอมของไฮโดรเจน โครงกระดูกคาร์บอนของมันสามารถกล่าวได้ว่ามีความแข็งแรงแตกแขนงและใหญ่โต

ปลายของโมเลกุลไอโซเพนเทนประกอบด้วยกลุ่ม CH ₃ซึ่งไม่มีประสิทธิภาพในการเสริมสร้างปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล โมเลกุลของไอโซเพนเทนขึ้นอยู่กับกองกำลังกระจายตัวของลอนดอนและมวลของพวกมันเพื่อให้ยังคงเหนียวแน่นดังนั้นจึงกำหนดของเหลวภายใต้สภาวะปกติของอุณหภูมิและความดัน

อย่างไรก็ตามรูปทรงเรขาคณิตและกลุ่ม CH ₃มีหน้าที่ทำให้ของเหลวไอโซเพนเทนมีความผันผวนสูงและเดือดที่อุณหภูมิ 28.2 ºC ตัวอย่างเช่นไอโซเมอร์ n-pentane เชิงเส้นจะเดือดประมาณ 36 ° C ซึ่งสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่ดีกว่า

แม้จะมีความแข็งแกร่งที่ชัดเจน แต่โมเลกุลของไอโซเพนเทนก็สามารถใช้การกำหนดค่าเชิงพื้นที่ต่างๆซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างคริสตัลที่อุณหภูมิ-160ºC

คุณสมบัติ

ลักษณะทางกายภาพ

ของเหลวหรือก๊าซไม่มีสีมีลักษณะเป็นน้ำและยังให้กลิ่นคล้ายกับน้ำมันเบนซิน เป็นสารที่มีความระเหยสูง

จุดหลอมเหลว

ไอโซเพนเทนตกผลึกที่ช่วงอุณหภูมิระหว่าง -161 ถึง -159 ° C

จุดเดือด

ไอโซเพนเทนเดือดที่ช่วงอุณหภูมิระหว่าง 27.8 ถึง 28.2 ºC ดังนั้นทันทีที่สัมผัสนอกภาชนะมันจะเริ่มเดือดและปล่อยไอน้ำปริมาณมาก

ความดันไอ

76.9 kPa ที่ 20 ºC (ประมาณ 0.76 atm)

ความหนาแน่น

0.6201 g / mL ที่ 20 ° C ไอโซเพนเทนมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ 2.48

การละลาย

ไอโซเพนเทนซึ่งเป็นสารอะโพลาร์ไม่ละลายน้ำและไม่สามารถหลอมรวมได้กับน้ำและแอลกอฮอล์บางชนิด สามารถละลายได้และเข้ากันได้ในตัวทำละลายพาราฟินอีเทอร์คาร์บอนเตตระคลอไรด์และในของเหลวที่มีกลิ่นหอมเช่นโทลูอีน

ดัชนีหักเห

1,354

แรงตึงผิว

15 dyn / cm ที่ 20 ºC

ความเหนียว

0.214 cP ที่ 20 ºC

จุดวาบไฟ

-51 องศาเซลเซียส อุณหภูมินี้ทำให้ไอโซเพนเทนติดไฟได้อย่างอันตรายดังนั้นควรเก็บผลิตภัณฑ์ของคุณให้ห่างจากเปลวไฟหรือแหล่งความร้อนให้มากที่สุด

อุณหภูมิการสลายตัวอัตโนมัติ

420 ºC

การประยุกต์ใช้งาน

ครีมโกนหนวดมีไอโซเพนเทนในปริมาณเล็กน้อยซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อนและเพิ่มพื้นผิวให้กับผลิตภัณฑ์ ที่มา: Pixabay

ไอโซเพนเทนเป็นตัวทำละลายอินทรีย์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยาสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์บางชนิดและยังเป็นตัวแทนของวัตถุดิบในการผลิตสารประกอบอื่น ๆ

มันถูกเติมลงในน้ำมันเบนซินเพื่อเพิ่มค่าออกเทนและในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางต่างๆเพื่อปรับปรุงพื้นผิวเช่นครีมโกนหนวดเมื่อมันระเหยอย่างรวดเร็วและทิ้งไว้เบื้องหลังมวลฟอง

ในทำนองเดียวกันโพลีสไตรีนจะถูกชุบด้วยไอโซเพนเทนเพื่อที่เมื่อมันระเหยพลาสติกจะขยายตัวจนสร้างโฟมชนิดหนึ่งซึ่งได้รับการออกแบบแว่นตารุ่นจานถาด ฯลฯ

ในทางกลับกันจะใช้ไอโซเพนเทนในการแช่แข็งร่วมกับน้ำแข็งแห้งและไนโตรเจนเหลวเพื่อตรึงเนื้อเยื่อและตัวอย่างทางชีวภาพ

การได้รับ

ไอโซเพนเทนสามารถหาได้จากแหล่งกักเก็บก๊าซธรรมชาติ แต่มีเพียง 1% ของเนื้อหา

อีกเส้นทางหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระดับอุตสาหกรรมคือเริ่มต้นด้วย n -pentane ที่กลั่นจากกระบวนการกลั่นน้ำมัน จากนั้นเอ็น - เพนเทนจะเกิดปฏิกิริยาพิเศษที่เรียกว่าไอโซเมอไรเซชัน

จุดประสงค์ของการทำไอโซเมอไรเซชันของ n-pentane คือเพื่อให้ได้ไอโซเมอร์ที่แตกแขนงมากขึ้น ดังนั้นในบรรดาผลิตภัณฑ์เราไม่เพียง แต่มีไอโซเพนเทนเท่านั้น แต่ยังมีนีโอเพนเทนด้วย ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะที่เฉพาะเจาะจงมากซึ่งควบคุมอุณหภูมิและความกดดันที่ต้องการ

ความเสี่ยง

ไอโซเพนเทนถือเป็นสารที่ไม่เป็นพิษ ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาที่ต่ำเนื่องจากพันธะ CC หรือ CH ไม่แตกง่ายดังนั้นจึงไม่รบกวนกระบวนการเผาผลาญใด ๆ ในความเป็นจริงบุคคลสามารถสูดดมไอระเหยจำนวนมากก่อนที่จะหายใจไม่ออกโดยไม่ได้รับความเสียหายจากหลักประกัน

การกลืนกินทำให้คลื่นไส้อาเจียนและการสัมผัสกับผิวหนังจะทำให้ผิวหนังแห้ง ในทางกลับกันการศึกษาทางการแพทย์ยังไม่สามารถระบุได้ว่าไอโซเพนเทนเป็นสารก่อมะเร็งหรือไม่ อย่างไรก็ตามถือว่าเป็นมลพิษที่อันตรายต่อระบบนิเวศทางทะเลและสัตว์ต่างๆ

อันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดรอบ ๆ ไอโซเพนเทนไม่ได้เกิดปฏิกิริยามากนัก แต่ความไวไฟของมัน: มันเผาไหม้ด้วยออกซิเจนในอากาศ และเนื่องจากของเหลวมีความผันผวนสูงการรั่วไหลที่น้อยที่สุดจะปล่อยไอระเหยจำนวนมากออกสู่สิ่งแวดล้อมซึ่งจะจุดไฟที่ใกล้กับเปลวไฟหรือแหล่งความร้อนอื่น ๆ น้อยที่สุด

นั่นคือเหตุผลที่ควรเก็บผลิตภัณฑ์ที่มีไอโซเพนเทนไว้ในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและเย็น

อ้างอิง

1. Graham Solomons TW, Craig B.Fryhle (2011) เคมีอินทรีย์. (10 ^THฉบับ.) ไวลีย์พลัส
2. แครี่ F. (2008). เคมีอินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่หก). Mc Graw Hill
3. มอร์ริสันและบอยด์ (1987) เคมีอินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่ห้า). Addison-Wesley Iberoamericana
4. วิกิพีเดีย (2020) Isopentane สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
5. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2020) Isopentane ฐานข้อมูล PubChem CID = 6556 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020) Isopentane ScienceDirect ดึงมาจาก: sciencedirect.com
7. เจนนิเฟอร์บีกัลวินและเฟรดมาราชิ (2010) 2-Methylbutane (ไอโซเพนเทน) วารสารพิษวิทยาและอนามัยสิ่งแวดล้อมส่วนประเด็นปัจจุบัน เล่มที่ 58 พ.ศ. 2542 - ฉบับที่ 1-2 doi.org/10.1080/009841099157403