ISOPENTAN: STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, VERWENDUNG, GEWINNUNG - CHEMIE - 2025

Das Isopentan ist eine organische Verbindung, die die kondensierte Formel (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ CH _{3 ist} . Es ist ein Alkan, insbesondere ein verzweigtes Pentanisomer, das sich durch eine leicht flüchtige Flüssigkeit auszeichnet und als Schaummittel verwendet wird. Derzeit ist der von der IUPAC am meisten empfohlene Name 2-Methylbutan.

Im Bild unten ist seine Strukturformel zu sehen. Es ist zu beachten, dass eine CH ₃ -Gruppe tatsächlich an Kohlenstoff 2 der Butylkette gebunden ist. Aus Isopentan wird der Isopentyl- oder Isopentylsubstituent oder -radikal erhalten, der einer der voluminösesten Alkylsubstituenten ist, die es geben kann.

Strukturformel von Isopentan. Quelle: NEUROtiker / Public Domain

Isopentan ist eine unpolare, hydrophobe und brennbare Verbindung. Sein Geruch ähnelt dem von Benzin und ist tatsächlich Teil seiner Zusammensetzung, da er seine Oktanzahl oder Oktanzahl erhöht. Es wird aus der Isomerisierungsreaktion von n-Pentan erhalten, obwohl es natürlich in geringen Mengen innerhalb der Erdgasreserven erreicht wird.

Abgesehen von seinem leicht entzündlichen Charakter gilt Isopentan als ungiftige Substanz. Eine Person kann es einnehmen und sparsam riechen, bevor unerwünschte Symptome wie Erbrechen und Schwindel auftreten. Isopentan ist in Rasiercremes und Haarspülungen enthalten.

Struktur von Isopentan

Molekülstruktur von Isopentan. Quelle: Benjah-bmm27 über Wikipedia.

Im oberen Bild haben wir die molekulare Struktur von Isopentan, dargestellt durch ein Modell von Kugeln und Balken. Die schwarzen Kugeln entsprechen den Kohlenstoffatomen, während die weißen Kugeln den Wasserstoffatomen entsprechen. Man kann sagen, dass sein Kohlenstoffgerüst robust, verzweigt und voluminös ist.

Die Enden des Isopentanmoleküls bestehen aus CH ₃ -Gruppen , die hinsichtlich der Verstärkung intermolekularer Wechselwirkungen ineffizient sind. Isopentanmoleküle hängen von Londons Dispersionskräften und ihren Massen ab, um kohäsiv zu bleiben, und definieren somit eine Flüssigkeit unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen.

Seine Geometrie und die CH ₃ -Gruppen sind jedoch dafür verantwortlich, dass die Isopentanflüssigkeit leicht flüchtig ist und bei einer Temperatur von 28,2 ° C siedet. Beispielsweise siedet das lineare n-Pentan-Isomer bei 36 ° C, was seine besseren intermolekularen Wechselwirkungen widerspiegelt.

Trotz seiner offensichtlichen Robustheit kann das Isopentanmolekül verschiedene räumliche Konfigurationen annehmen, ein Schlüsselfaktor für die Etablierung seines Kristalls bei einer Temperatur von -160ºC.

Eigenschaften

Aussehen

Farblose Flüssigkeit oder Gas mit wässrigem Aussehen und einem ähnlichen Geruch wie Benzin. Es ist eine leicht flüchtige Substanz.

Schmelzpunkt

Isopentan kristallisiert in einem Temperaturbereich zwischen -161 und -159 ° C.

Siedepunkt

Isopentan siedet in einem Temperaturbereich zwischen 27,8 und 28,2 ºC. Sobald es außerhalb seines Behälters ausgesetzt ist, beginnt es zu kochen und gibt große Mengen Dampf ab.

Dampfdruck

76,9 kPa bei 20 ° C (ca. 0,76 atm)

Dichte

0,6201 g / ml bei 20 ° C. Isopentandämpfe sind 2,48 dichter als Luft.

Löslichkeit

Isopentan ist als unpolare Substanz unlöslich und mit Wasser und einigen Alkoholen nicht mischbar. Es ist in paraffinischen Lösungsmitteln, Ethern, Tetrachlorkohlenstoff und auch in aromatischen Flüssigkeiten wie Toluol löslich und mischbar.

Brechungsindex

1.354

Oberflächenspannung

15 dyn / cm bei 20 ºC

Viskosität

0,214 cP bei 20 ºC

Flammpunkt

-51 ° C. Diese Temperatur macht Isopentan gefährlich entflammbar, daher sollten Ihre Produkte so weit wie möglich von Flammen oder Wärmequellen entfernt gehalten werden.

Selbstentzündungstemperatur

420 ºC

Anwendungen

Rasiercremes enthalten geringe Mengen Isopentan, die als Treibmittel wirken und dem Produkt Textur verleihen. Quelle: Pixabay.

Isopentan ist ein organisches Lösungsmittel, das als Reaktionsmedium für bestimmte organische Synthesen dient und auch den Rohstoff für die Herstellung anderer Verbindungen darstellt.

Es wird Benzin zugesetzt, um seine Oktanzahl zu erhöhen, und verschiedenen kosmetischen Produkten, um seine Textur zu verbessern, wie z. B. Rasiercremes, sobald es schnell verdunstet und eine sprudelnde Masse hinterlässt.

In ähnlicher Weise wird Polystyrol in Isopentan angefeuchtet, so dass es beim Verdampfen den Kunststoff ausdehnt, bis eine Art Schaum entsteht, mit dem Gläser, Modelle, Teller, Schalen usw. entworfen werden.

Andererseits wird in der Kryotechnik Isopentan zusammen mit Trockeneis und flüssigem Stickstoff verwendet, um Gewebe und biologische Proben einzufrieren.

Erhalten

Isopentan kann aus Erdgasspeichern gewonnen werden, nimmt jedoch nur 1% seines Gehalts ein.

Ein anderer Weg, der auf industrieller Ebene am weitesten verbreitet ist, beginnt mit n-Pentan, das aus Ölraffinierungsprozessen destilliert wurde. Dann unterliegt das n-Pentan einer speziellen Reaktion, die als Isomerisierung bezeichnet wird.

Der Zweck der Isomerisierung von n-Pentan besteht darin, seine stärker verzweigten Isomere zu erhalten. Daher haben wir unter den Produkten nicht nur Isopentan, sondern auch Neopentan. Diese Reaktion ist durch die Verwendung sehr spezifischer metallischer Katalysatoren möglich, die steuern, welche Temperatur und welche Drücke erforderlich sind.

Risiken

Isopentan gilt als ungiftige Substanz. Dies ist teilweise auf seine geringe Reaktivität zurückzuführen, da seine CC- oder CH-Bindungen nicht leicht aufzubrechen sind und daher als solche keinen Stoffwechselprozess stören. Tatsächlich ist eine Person in der Lage, große Mengen ihrer Dämpfe vor dem Ersticken einzuatmen, ohne anscheinend Kollateralschäden zu erleiden.

Seine Einnahme verursacht Übelkeit und Erbrechen, und sein Kontakt mit der Haut trocknet sie aus. Andererseits konnten medizinische Studien nicht feststellen, ob Isopentan eine krebserzeugende Substanz ist. Es gilt jedoch als gefährlicher Schadstoff für marine Ökosysteme und deren Fauna.

Die größte Gefahr bei Isopentan ist nicht so sehr seine Reaktivität, sondern seine Entflammbarkeit: Es brennt mit Luftsauerstoff. Und weil seine Flüssigkeit leicht flüchtig ist, gibt das geringste Leck viele seiner Dämpfe an die Umgebung ab, die sich bei geringster Nähe zu einer Flamme oder einer anderen Wärmequelle entzünden.

Aus diesem Grund sollten isopentanhaltige Produkte in sicheren und kühlen Umgebungen gelagert werden.

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