Neopentane, còn được gọi là 2,2-dimethylpropane, là một hydrocarbon alkan có công thức hóa học C5H12. Nó là một đồng phân của pentane và là một chất khí dễ cháy ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn. Do cấu trúc phân tử độc đáo, neopentane thể hiện các tính chất vật lý và hóa học khác biệt so với các alkan khác. Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về neopentane, bao gồm các tính chất, ứng dụng và thông tin quan trọng khác.
Dữ liệu Nhiệt Hóa Học Pha Khí
Nhiệt hóa học pha khí của neopentane cung cấp thông tin quan trọng về tính ổn định và năng lượng liên kết của nó.
| Đại Lượng | Giá Trị | Đơn Vị | Phương Pháp | Tham Khảo | Chú Thích |
|---|---|---|---|---|---|
| ΔfH°gas | -167.9 ± 0.63 | kJ/mol | Ccb | Good, 1970 | ALS |
| ΔfH°gas | -168.5 ± 1.0 | kJ/mol | Cm | Pilcher and Chadwick, 1967 | ALS |
| ΔfH°gas | -166.0 ± 1.0 | kJ/mol | Ccb | Prosen and Rossini, 1945 | ALS |
| ΔcH°gas | -3514.1 ± 0.96 | kJ/mol | Cm | Pilcher and Chadwick, 1967 |
Trong đó:
- ΔfH°gas: Entanpi hình thành tiêu chuẩn ở pha khí.
- ΔcH°gas: Entanpi đốt cháy tiêu chuẩn ở pha khí.
- Ccb, Cm: Các phương pháp đo nhiệt lượng khác nhau.
- ALS: Người biên soạn dữ liệu.
Nhiệt Dung Đẳng Áp của Khí
Nhiệt dung đẳng áp (Cp) của neopentane ở pha khí được đo ở các nhiệt độ khác nhau và được sử dụng để tính toán các tính chất nhiệt động khác.
| Cp,gas (J/mol*K) | Nhiệt Độ (K) | Tham Khảo | Chú Thích |
|---|---|---|---|
| 120.82 ± 0.25 | 298.15 | Hossenlopp I.A., 1981 | GT |
| 129.58 ± 0.26 | 323.15 | ||
| 138.41 ± 0.28 | 348.15 | ||
| 147.06 ± 0.29 | 373.15 | ||
| 155.46 ± 0.31 | 398.15 | ||
| 163.52 ± 0.32 | 423.15 | ||
| 171.46 ± 0.34 | 448.15 | ||
| 178.95 ± 0.36 | 473.15 | ||
| 186.42 ± 0.37 | 498.15 | ||
| 193.38 ± 0.39 | 523.15 |
Dữ Liệu Nhiệt Hóa Học Pha Ngưng Tụ
Nhiệt hóa học pha ngưng tụ cung cấp thông tin về entanpi hình thành và đốt cháy của neopentane ở trạng thái lỏng.
| Đại Lượng | Giá Trị | Đơn Vị | Phương Pháp | Tham Khảo | Chú Thích |
|---|---|---|---|---|---|
| ΔfH°liquid | -190.3 ± 0.63 | kJ/mol | Ccb | Good, 1970 | ALS |
| ΔfH°liquid | -188.2 ± 1.0 | kJ/mol | Ccb | Prosen and Rossini, 1945 | ALS |
| ΔcH°liquid | -3492.4 ± 0.59 | kJ/mol | Ccb | Good, 1970 | |
| ΔcH°liquid | -3494.4 ± 1.0 | kJ/mol | Ccb | Prosen and Rossini, 1945 | |
| S°liquid | 216.81 | J/mol*K | N/A | Enokida, Shinoda, et al., 1969 | DH |
| S°liquid | 218.8 | J/mol*K | N/A | Aston and Messerly, 1936 | DH |
Nhiệt Dung Đẳng Áp của Chất Lỏng
Nhiệt dung đẳng áp của neopentane ở pha lỏng được đo ở các nhiệt độ khác nhau, cung cấp thông tin về khả năng hấp thụ nhiệt của chất lỏng.
| Cp,liquid (J/mol*K) | Nhiệt Độ (K) | Tham Khảo | Chú Thích |
|---|---|---|---|
| 153.09 | 259.93 | Enokida, Shinoda, et al., 1969 | DH |
| 163.89 | 278.92 | Aston and Messerly, 1936 | DH |
Dữ Liệu Thay Đổi Pha
Dữ liệu thay đổi pha bao gồm các thông số quan trọng như điểm sôi, điểm nóng chảy, nhiệt độ tới hạn và áp suất tới hạn của neopentane.
| Đại Lượng | Giá Trị | Đơn Vị | Phương Pháp | Tham Khảo | Chú Thích |
|---|---|---|---|---|---|
| Tboil | 282.6 ± 0.5 | K | AVG | N/A | Trung bình của 17 giá trị. |
| Tfus | 255. ± 3. | K | AVG | N/A | Trung bình của 8 giá trị. |
| Ttriple | 256.76 | K | N/A | Enokido, Shinoda, et al., 1969 | Pha tinh thể 1. |
| Tc | 433.8 ± 0.1 | K | N/A | Daubert, 1996 | |
| Pc | 32.0 ± 0.1 | bar | N/A | Daubert, 1996 |
Entanpi Hóa Hơi
Entanpi hóa hơi (ΔvapH) là lượng nhiệt cần thiết để chuyển một mol chất lỏng thành khí ở áp suất không đổi.
| ΔvapH° (kJ/mol) | Tham Khảo |
|---|---|
| 22.39 | Majer and Svoboda, 1985 |
| 21.8 | Hossenlopp and Scott, 1981 |
| 22.4 ± 0.59 | Good, 1970 |
Phổ IR (Hồng Ngoại) của Neopentane
Phổ hồng ngoại (IR) của neopentane cung cấp thông tin về các dao động phân tử và có thể được sử dụng để xác định chất này.
Ứng Dụng của Neopentane
Neopentane có một số ứng dụng trong công nghiệp và nghiên cứu:
- Chất chuẩn: Do cấu trúc đối xứng cao, neopentane được sử dụng làm chất chuẩn trong các nghiên cứu quang phổ và nhiệt động.
- Sản xuất hóa chất: Neopentane có thể được sử dụng làm nguyên liệu ban đầu để sản xuất các hóa chất khác, chẳng hạn như isobutylene.
- Nghiên cứu khoa học: Các nhà khoa học sử dụng nó để nghiên cứu các tính chất của hydrocarbon và các phản ứng hóa học.
Các Phản Ứng Nhiệt Hóa Học
Neopentane tham gia vào các phản ứng hóa học khác nhau, và dữ liệu nhiệt hóa học của các phản ứng này rất quan trọng để hiểu cơ chế phản ứng và dự đoán kết quả.
Ví dụ:
C5H11- + H+ = C5H12
| Đại Lượng | Giá Trị | Đơn Vị | Phương Pháp | Tham Khảo | Chú Thích |
|---|---|---|---|---|---|
| ΔrH° | 1711. ± 8.4 | kJ/mol | Bran | DePuy, Gronert, et al., 1989 | gas phase; B |
Định Luật Henry
Định luật Henry mô tả độ hòa tan của khí trong chất lỏng. Dữ liệu về định luật Henry của neopentane trong nước rất quan trọng trong các ứng dụng môi trường.
| k°H (mol/(kg*bar)) | d(ln(kH))/d(1/T) (K) | Phương Pháp | Tham Khảo |
|---|---|---|---|
| 0.00047 | Q | N/A | |
| 0.00027 | L | N/A | |
| 0.00059 | 3400. | L | N/A |
Phổ Khối Lượng (Electron Ionization)
Phổ khối lượng của neopentane cung cấp thông tin về các mảnh ion được tạo ra khi phân tử bị ion hóa bằng electron.
An Toàn và Lưu Ý
Neopentane là một chất dễ cháy và cần được xử lý cẩn thận.
- Dễ cháy: Neopentane dễ bắt lửa và có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí.
- Độc tính: Hít phải neopentane có thể gây chóng mặt, nhức đầu và buồn nôn.
- Lưu trữ: Nên bảo quản neopentane trong các thùng chứa kín ở nơi khô mát, thông gió tốt, tránh xa nguồn nhiệt và tia lửa.
Kết Luận
Neopentane là một hydrocarbon thú vị với các tính chất độc đáo và nhiều ứng dụng. Hiểu rõ các tính chất vật lý và hóa học của nó là rất quan trọng để sử dụng nó một cách an toàn và hiệu quả trong các ứng dụng khác nhau. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan toàn diện về neopentane.
