네오펜탄은 중앙 탄소 원자에 4개의 메틸기가 부착된 고도로 분지된 탄화수소입니다. 이는 일반적으로 NMR 분광학의 기준 화합물 및 연료 첨가제로 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 2,2-디메틸프로판 |
| 분자식 | C5H12 |
| CAS 번호 | 463-82-1 |
| 동의어 | 디메틸프로판, 테트라메틸메탄, 2,2-디메틸프로판, Neo-C5H12, UN 2043 |
| 인치 | InChI=1S/C5H12/c1-5(2,3)4/h1-4H3 |
네오펜탄 구조
네오펜탄은 중앙 탄소 원자에 4개의 메틸기가 부착된 고도로 분지된 구조를 가지고 있습니다. 분자는 대칭적이고 사면체이며 인접한 탄소 원자 쌍 사이의 결합각은 109.5°입니다. 네오펜탄 분자는 분자 사이에 약한 반 데르 발스 힘만 갖는 비극성 분자입니다.
네오펜탄의 끓는점
네오펜탄의 끓는점은 표준 압력에서 -9.5°C(-15°F)입니다. 이러한 낮은 끓는점은 분자 사이의 분자간 힘이 약하기 때문에 상대적으로 증발하기 쉽습니다. 네오펜탄은 상온, 상압에서 무색의 기체로 가스 크로마토그래피의 기준 화합물로 흔히 사용됩니다.
네오펜탄 몰 질량
2,2-디메틸프로판으로도 알려진 네오펜탄의 몰질량은 72.15g/mol입니다. 이는 중앙 탄소 원자에 4개의 메틸기가 부착된 고도로 분지된 탄화수소입니다. 네오펜탄의 몰 질량은 분자식 C5H12에 있는 모든 원자의 원자량을 더하여 계산할 수 있습니다.
네오펜탄 융점
네오펜탄의 녹는점은 표준 압력에서 -16.6°C(2°F)입니다. 끓는점과 마찬가지로 네오펜탄의 낮은 녹는점은 분자간 힘이 약하기 때문에 발생합니다. 네오펜탄은 분자 사이의 반데르발스 힘이 약한 비극성 분자이므로 강한 결정 구조를 형성하지 않습니다.
네오펜탄 밀도 g/ml
네오펜탄의 밀도는 표준 온도 및 압력에서 0.623g/mL입니다. 이러한 낮은 밀도는 네오펜탄의 분자량이 72.15g/mol에 불과하기 때문입니다. 네오펜탄은 물보다 밀도가 낮기 때문에 둘을 섞으면 물 표면에 뜨게 됩니다.
네오펜탄 분자량
테트라메틸메탄의 분자량은 72.15g/mol입니다. 이 값은 5개의 탄소 원자와 12개의 수소 원자로 구성된 분자의 모든 원자의 원자량의 합을 나타냅니다. 테트라메틸메탄은 분자량이 낮기 때문에 휘발성이 높고 가연성이 높은 화합물입니다.
테트라메틸메탄 공식
테트라메틸메탄의 분자식은 C5H12이며, 이는 분자에 존재하는 원자의 수와 유형을 나타냅니다. 이 공식은 테트라메틸메탄 분자에 5개의 탄소 원자와 12개의 수소 원자가 있음을 나타냅니다. 분자식은 구조에 따라 결정되는 분자 내 원자 배열에 대한 정보를 제공하지 않습니다.
| 모습 | 무색 가스 |
| 비중 | 20°C에서 0.623g/mL |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 냄새 없는 |
| 몰 질량 | 72.15g/몰 |
| 밀도 | 20°C에서 0.623g/mL |
| 융합점 | -16.6°C |
| 비점 | -9.5°C |
| 플래시 도트 | -49°C |
| 물에 대한 용해도 | 20°C에서 0.04g/L |
| 용해도 | 물에 불용성 |
| 증기압 | 20°C에서 566mmHg |
| 증기 밀도 | 2.5(공기=1) |
| pKa | ~50 |
| pH | 해당 없음 |
네오펜탄의 안전성과 위험성
테트라메틸메탄은 인화성이 높은 가스이며 공기와 폭발성 혼합물을 형성할 수 있습니다. 끓는점이 -9.5°C로 매우 낮기 때문에 피부에 닿으면 동상을 일으킬 수도 있습니다. 테트라메틸메탄 가스를 흡입하면 현기증, 메스꺼움, 두통이 발생할 수 있습니다. 테트라메틸메탄을 주의해서 취급하고 화염, 스파크 또는 기타 발화원에 노출되지 않도록 하는 것이 중요합니다. 테트라메틸메탄은 서늘하고 건조하며 통풍이 잘되고 열과 산화제로부터 보호된 곳에 보관해야 합니다. 테트라메틸메탄을 취급할 때는 장갑, 고글 등 적절한 개인 보호 장비를 착용해야 합니다.
| 위험 기호 | F+ |
| 보안 설명 | 인화성이 높은 가스. 동상을 일으킬 수 있음. 환기가 잘 되는 곳에서만 사용하십시오. 열과 발화원으로부터 멀리 보관하십시오. 보호 장갑과 안경을 착용하십시오. |
| ID | UN2451 |
| HS 코드 | 2901.1 |
| 위험등급 | 2.1 |
| 포장그룹 | 없음 |
| 독성 | 낮은 독성 |
네오펜탄 합성 방법
테트라메틸메탄을 합성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
일반적인 방법은 제올라이트와 같은 고체 산 촉매 위에서 이소부텐과 포름알데히드를 반응시키는 것입니다. 이 반응으로 네오펜틸 알코올이 생성되고, 이 알코올은 탈수되어 테트라메틸메탄을 생성할 수 있습니다.
테트라메틸메탄을 합성하는 또 다른 방법은 고온에서 2,2-디메틸프로판을 열분해하는 것입니다. 이 반응으로 테트라메틸메탄과 기타 탄화수소가 생성됩니다.
세 번째 방법은 마그네슘이 있는 상태에서 염화에틸과 아연을 반응시켜 디에틸아연을 생성한 후 이소부틸렌과 반응하여 테트라메틸메탄을 생성하는 방법입니다.
테트라메틸메탄은 이소펜탄의 탈수소화로 인한 이소펜텐의 수소화에 의해 합성될 수 있습니다.
원료 가용성, 비용, 원하는 수율 및 최종 제품의 순도와 같은 다양한 요인에 따라 다양한 테트라메틸메탄 합성 방법을 적용할 수 있습니다.
네오펜탄의 용도
테트라메틸메탄에는 몇 가지 중요한 산업 및 과학 응용 분야가 있습니다.
- 이는 높은 순도와 잘 정의된 특성 덕분에 가스 크로마토그래피의 기준 물질로 사용됩니다.
- 테트라메틸메탄은 열량 측정 및 열역학 측정의 표준으로도 사용됩니다.
- 테트라메틸메탄의 또 다른 주요 용도는 단열재, 쿠션 및 포장과 같은 광범위한 응용 분야에 사용되는 폴리우레탄 폼 생산의 발포제입니다.
- 끓는점이 낮고 열역학적 특성이 좋기 때문에 냉각 시스템의 냉매로 사용됩니다. 그러나 높은 가연성과 잠재적인 환경 영향으로 인해 냉매로서의 사용은 대부분 포기되었습니다.
- 테트라메틸메탄은 수지, 코팅 및 플라스틱 생산에 사용되는 네오펜틸 글리콜과 같은 다른 유기 화합물의 합성에도 사용됩니다.
독특한 특성으로 인해 다양한 산업 및 과학 응용 분야에 다양하고 가치 있는 화합물이 됩니다. 그러나 안전하고 책임 있는 사용을 보장하려면 테트라메틸메탄의 잠재적 위험을 주의 깊게 고려하고 관리해야 합니다.
질문:
Q: 네오펜탄(2,2-디메틸프로판)에는 몇 개의 키랄 탄소 원자가 있습니까?
A: 네오펜탄에는 키랄 탄소 원자가 없습니다. 각 탄소 원자 주위에 사면체 기하학이 있는 대칭 분자이므로 모든 탄소 원자는 동일합니다.
Q: 헥산, 펜탄, 네오펜탄 중 끓는점이 더 높은 것은 무엇입니까?
A: 헥산의 끓는점이 가장 높고, 펜탄, 네오펜탄 순입니다. 실제로 탄화수소의 끓는점은 분자량, 비표면적, 분자간 힘의 세기에 따라 증가합니다. 헥산은 세 가지 화합물 중 가장 높은 분자량과 비표면적을 갖고 있으며 선형 구조로 인해 분자간 힘이 가장 강해 끓는점이 더 높습니다. 펜탄과 네오펜탄은 분자 크기가 더 작고 분자간 힘이 약하기 때문에 끓는점이 더 낮습니다.