Неопентан представляет собой сильно разветвленный углеводород с четырьмя метильными группами, присоединенными к центральному атому углерода. Его обычно используют в качестве эталонного соединения в ЯМР-спектроскопии и в качестве добавки к топливу.
| Название ИЮПАК | 2,2-диметилпропан |
| Молекулярная формула | C5H12 |
| Количество CAS | 463-82-1 |
| Синонимы | Диметилпропан, тетраметилметан, 2,2-диметилпропан, Neo-C5H12, ООН 2043 |
| ИнЧИ | ИнЧИ=1S/C5H12/c1-5(2,3)4/h1-4H3 |
Неопентановая структура
Неопентан имеет сильно разветвленную структуру с четырьмя метильными группами, присоединенными к центральному атому углерода. Молекула симметрична и тетраэдрична, с валентным углом 109,5° между каждой парой соседних атомов углерода. Молекула неопентана неполярна, между ее молекулами действуют лишь слабые силы Ван-дер-Ваальса.
Температура кипения неопентана
Температура кипения неопентана составляет -9,5°C (-15°F) при стандартном давлении. Такая низкая температура кипения обусловлена слабыми межмолекулярными силами между его молекулами, что делает его относительно легким для испарения. Неопентан представляет собой бесцветный газ при комнатной температуре и давлении и обычно используется в качестве эталонного соединения в газовой хроматографии.
неопентан Молярная масса
Неопентан, также известный как 2,2-диметилпропан, имеет молярную массу 72,15 г/моль. Это сильно разветвленный углеводород с четырьмя метильными группами, присоединенными к центральному атому углерода. Молярную массу неопентана можно рассчитать, сложив атомные массы всех атомов его молекулярной формулы C5H12.
Неопентан Температура плавления
Температура плавления неопентана составляет -16,6°C (2°F) при стандартном давлении. Как и температура кипения, низкая температура плавления неопентана обусловлена его слабыми межмолекулярными силами. Неопентан представляет собой неполярную молекулу, между молекулами которой действуют лишь слабые силы Ван-дер-Ваальса, поэтому он не образует прочных кристаллических структур.
Неопентан Плотность г/мл
Плотность неопентана составляет 0,623 г/мл при стандартных температуре и давлении. Такая низкая плотность обусловлена низкой молекулярной массой неопентана, которая составляет всего 72,15 г/моль. Неопентан менее плотен, чем вода, поэтому он будет плавать на поверхности воды, если их смешать.
Неопентан Молекулярный вес
Молекулярная масса тетраметилметана составляет 72,15 г/моль. Это значение представляет собой сумму атомных весов всех атомов молекулы, состоящей из пяти атомов углерода и 12 атомов водорода. Низкая молекулярная масса тетраметилметана делает его легколетучим и легковоспламеняющимся соединением.
Формула тетраметилметана
Молекулярная формула тетраметилметана — C5H12, которая представляет количество и типы атомов, присутствующих в молекуле. Формула указывает на то, что в молекуле тетраметилметана имеется пять атомов углерода и 12 атомов водорода. Молекулярная формула не дает информации о расположении атомов внутри молекулы, которое определяется ее строением.
| Появление | Бесцветный газ |
| Удельный вес | 0,623 г/мл при 20°C |
| Цвет | Бесцветный |
| Запах | Без запаха |
| Молярная масса | 72,15 г/моль |
| Плотность | 0,623 г/мл при 20°C |
| Точка плавления | -16,6°С |
| Точка кипения | -9,5°С |
| Мигающая точка | -49°С |
| Растворимость в воде | 0,04 г/л при 20°C |
| Растворимость | Нерастворим в воде |
| Давление газа | 566 мм рт.ст. при 20°C |
| Плотность пара | 2,5 (воздух = 1) |
| пКа | ~50 |
| рН | Непригодный |
Безопасность и опасность неопентана
Тетраметилметан является легковоспламеняющимся газом и может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Он также может вызвать обморожение при попадании на кожу, поскольку его температура кипения очень низкая — -9,5°C. Вдыхание газа тетраметилметана может вызвать головокружение, тошноту и головную боль. Важно обращаться с тетраметилметаном осторожно и избегать воздействия огня, искр или других источников возгорания. Тетраметилметан следует хранить в прохладном, сухом и хорошо проветриваемом месте, защищенном от воздействия тепла и окислителей. При работе с тетраметилметаном следует надевать соответствующие средства индивидуальной защиты, такие как перчатки и очки.
| Символы опасности | Ж+ |
| Описание безопасности | Легковоспламеняющийся газ. Может вызвать обморожение. Используйте только в хорошо проветриваемом помещении. Хранить вдали от источников тепла и возгорания. Надевайте защитные перчатки и очки. |
| ИН ID | ООН2451 |
| код ТН ВЭД | 2901,1 |
| Класс опасности | 2.1 |
| Группа упаковки | Никто |
| Токсичность | Низкая токсичность |
Методы синтеза неопентана
Существует несколько различных методов синтеза тетраметилметана.
Обычный метод включает реакцию изобутена и формальдегида на твердом кислотном катализаторе, таком как цеолит. В результате реакции образуется неопентиловый спирт, который затем можно дегидратировать с получением тетраметилметана.
Другой метод синтеза тетраметилметана предполагает термическое разложение 2,2-диметилпропана при высоких температурах. В результате этой реакции образуется тетраметилметан и другие углеводороды.
Третий метод включает реакцию этилхлорида и цинка в присутствии магния с образованием диэтилцинка, который затем может взаимодействовать с изобутиленом с образованием тетраметилметана.
Тетраметилметан можно синтезировать путем гидрирования изопентена, образующегося в результате дегидрирования изопентана.
В зависимости от различных факторов, таких как доступность сырья, стоимость, желаемый выход и чистота конечного продукта, могут быть адаптированы различные методы синтеза тетраметилметана.
Использование неопентана
Тетраметилметан имеет несколько важных промышленных и научных применений.
- Он используется в качестве эталонного материала для газовой хроматографии благодаря своей высокой чистоте и четко определенным свойствам.
- Тетраметилметан также используется в качестве стандарта для калориметрических и термодинамических измерений.
- Еще одно важное применение тетраметилметана — это вспенивание при производстве пенополиуретанов, которые используются в широком спектре применений, таких как изоляция, прокладка и упаковка.
- Он используется в качестве хладагента в системах охлаждения из-за его низкой температуры кипения и хороших термодинамических свойств. Однако от его использования в качестве хладагента в значительной степени отказались из-за его высокой воспламеняемости и потенциального воздействия на окружающую среду.
- Тетраметилметан также используется в синтезе других органических соединений, таких как неопентилгликоль, используемых в производстве смол, покрытий и пластмасс.
Его уникальные свойства делают его универсальным и ценным соединением для различных промышленных и научных применений. Однако потенциальные опасности тетраметилметана необходимо тщательно учитывать и контролировать, чтобы обеспечить безопасное и ответственное использование.
Вопросы:
Вопрос: Сколько хиральных атомов углерода имеет неопентан (2,2-диметилпропан)?
Ответ: Неопентан не имеет хиральных атомов углерода. Это симметричная молекула с тетраэдрической геометрией вокруг каждого атома углерода, поэтому все атомы углерода эквивалентны.
Вопрос: Что имеет более высокую температуру кипения: гексан, пентан или неопентан?
Ответ: Самая высокая температура кипения имеет гексан, за ним следует пентан, а затем неопентан. Действительно, температура кипения углеводорода увеличивается с увеличением его молекулярной массы и удельной поверхности, а также силы межмолекулярных сил. Гексан имеет самую высокую молекулярную массу и удельную поверхность среди трех соединений, а также обладает самыми сильными межмолекулярными силами из-за своей линейной структуры, что приводит к более высокой температуре кипения. Пентан и неопентан имеют более низкие температуры кипения из-за меньшего размера молекул и более слабых межмолекулярных сил.