ISOPENTANO: ESTRUCTURA, PROPIETATS, USOS, OBTENCIÓ - QUIMICA - 2025

El isopentano és un compost orgànic la fórmula condensada és (CH ₃) ₂ CHCH ₂ CH ₃. Es tracta d'un alcà, específicament d'un isòmer ramificat de l'pentà, caracteritzat per ser un líquid altament volàtil i que utilitza com a agent escumant. Actualment, el seu nom més recomanat per la IUPAC és el 2-metilbutà.

A la imatge inferior s'aprecia la seva fórmula estructural. Cal notar que un grup CH ₃ efectivament es troba enllaçat a el carboni 2 de la cadena butílica. De l'isopentano s'obté el substituent o radical isopentil o isopentilo, sent un dels substituents alquílics més voluminosos que hi pugui haver.

Fórmula estructural de l'isopentano. Font: NEUROtiker / Public domain

El isopentano és un compost apolar, hidrofòbic i inflamable. La seva olor és semblant a el de la gasolina, i forma part de fet de la seva composició, ja que incrementa el seu nombre d'octà o octanatge. S'obté a partir de la reacció d'isomerització de l'n -pentano, encara que naturalment s'aconsegueix en escasses quantitats dins de les reserves de gas natural.

Deixant de banda el seu caràcter altament inflamable, el isopentano es considera una substància no tòxica. Una persona pot ingerir i olorar-amb moderació abans que presenti símptomes indesitjables, com ganes de vomitar i marejos. El isopentano pot trobar-se en cremes d'afaitar i en condicionadors d'cabell.

Estructura de l'isopentano

Estructura molecular de l'isopentano. Font: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

A la imatge superior tenim l'estructura molecular de l'isopentano, representada per un model d'esferes i barres. Les esferes negres corresponen als àtoms de carboni, mentre les esferes blanques als àtom d'hidrogen. De la seva esquelet carbonat es pot dir que és robust, ramificat i voluminós.

Els extrems de la molècula d'isopentano vénen compresos per grups CH ₃, els quals són ineficients quan es tracta de reforçar les interaccions intermoleculars. Les molècules d'isopentano depenen de les forces dispersives de London i de les seves masses per poder mantenir-cohesionades, i definir així un líquid en condicions normals de temperatura i pressió.

Tanmateix, la seva geometria i els grups CH ₃ són responsables que el líquid de isopentano sigui altament volàtil i bulli a una temperatura de 28.2 ° C. Per exemple, l'isòmer lineal n -pentano bull al voltant dels 36 ºC, la qual cosa és reflex de les seves millors interaccions intermoleculars.

Malgrat la seva aparent robustesa, la molècula d'isopentano és capaç d'adoptar diverses configuracions espacials, factor clau en l'establiment del seu vidre a una temperatura de -160 ºC.

propietats

aparença física

Líquid o gas incolor, amb un aspecte aquós, i que desprèn a més una olor semblant a el de la gasolina. És una substància altament volàtil.

Punt de fusió

El isopentano cristal·litza a un interval de temperatura entre -161 i -159 ºC.

Punt d'ebullició

El isopentano bull a un interval de temperatura entre 27.8 i 28.2 ºC. Per tant, tot just s'exposi fora del seu recipient començarà a bullir ia desprendre grans volums de vapor.

Pressió de vapor

76.9 kPa a 20 ºC (prop de 0.76 atm)

densitat

0,6201 g / ml a 20 ºC. Els vapors de isopentano són 2.48 més densos que l'aire.

solubilitat

El isopentano per ser una substància apolar, és insoluble i immiscible amb l'aigua i alguns alcohols. És soluble i miscible en solvents parafínics, èters, tetraclorur de carboni, i també en líquids aromàtics com el toluè.

Índex de refracció

1.354

tensió superficial

15 din / cm a 20 ºC

viscositat

0214 cP a 20 ºC

Punt de flaix

-51 ºC. Aquesta temperatura converteix el isopentano en una substància perillosament inflamable, pel que els seus productes han de mantenir el més allunyats possible de qualsevol flama o font de calor.

Temperatura d'autoignició

420 ºC

usos

Les cremes d'afaitar contenen quantitats petites de isopentano que actuen com a propel·lent i donen textura a l'producte. Font: Pixabay.

El isopentano és un solvent orgànic que serveix com a mitjà de reacció per a certes síntesis orgàniques, i també representa la matèria primera per a la producció d'altres compostos.

S'agrega a la gasolina per incrementar la seva octanatge, ia diversos productes cosmètics per millorar la seva textura, com les cremes d'afaitar, un cop s'evapora ràpidament i deixa enrere una massa bombolles.

Similarment, el poliestirè s'humiteja en isopentano perquè, a l'evaporar-se, s'expandeixi el plàstic fins a crear una mena d'escuma, amb la qual es dissenyen gots, maquetes, plats, safates, etc.

D'altra banda, en la criogènia s'utilitza el isopentano, juntament amb el gel sec i el nitrogen líquid, per congelar teixits i mostres biològiques.

obtenció

El isopentano pot obtenir-se a partir dels reservoris de gas natural, ocupant però tot just l'1% del seu contingut.

Una altra via, la més utilitzada a nivell industrial, és partint de l'n -pentano destil·lat dels processos de refinació de petroli. Després, el n -pentano se sotmet a una reacció especial anomenada isomerització.

El propòsit de la isomerització de l'n -pentano és obtenir els seus isòmers més ramificats. Així, entre els productes no només tenim a l'isopentano sinó també a l'neopentano. Aquesta reacció és possible mitjançant l'ús de catalitzadors metàl·lics molt específics, els quals controlen quina temperatura i quines pressions són requerides.

Riscos

El isopentano es considera una substància no tòxica. Això es deu en part a la seva baixa reactivitat, ja que els seus enllaços CC o CH no són fàcils de trencar, de manera que no interfereixen com a tal en cap procés metabòlic. De fet, una persona és capaç d'inhalar altes quantitats de les seves vapors abans de patir d'asfíxia, sense que aparentment pateixi de danys col·laterals.

La seva ingesta provoca nàusees i vòmits, i el seu contacte amb la pell acaba resecándola. D'altra banda, estudis mèdics no han pogut concretar si l'isopentano és una substància cancerígena. No obstant això, se'l considera com un contaminant perillós per als ecosistemes marins i la fauna.

El major perill al voltant de l'isopentano no és tant la seva reactivitat, sinó la seva inflamabilitat: crema amb l'oxigen de l'aire. I pel fet que el seu líquid és altament volàtil, la més mínima fuita desprendrà cap a l'ambient molts dels seus vapors, els quals s'encendran a la menor proximitat d'una flama o qualsevol altra font de calor.

És per això que els productes que contenen isopentano s'han d'emmagatzemar en ambients segurs i frescos.

referències

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organic Chemistry. (10 ^th edition.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Química Orgànica. (Sisena edició). Mc Graw Hill.
3. Morrison i Boyd. (1987). Química orgànica. (Cinquena edició). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Isopentane. Recuperat de: en.wikipedia.org
5. National Center for Biotechnology Information. (2020). Isopentane. PubChem Database. CID = 6556. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Elsevier BV (2020). Isopentane. ScienceDirect. Recuperat de: sciencedirect.com
7. Jennifer B. Galvin & Fred Marashi. (2010). 2-Methylbutane (Isopentane). Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A Current Issues. Volume 58, 1999 - Issue 1-2. doi.org/10.1080/009841099157403