戊烷
正戊(n-Pentane)化学式C₅H₁₂,烷烃中的第五个成员。正戊烷有2种同分异构体:异戊烷(沸点28°C)和新戊烷(沸点10°C),“戊烷”一词通常指正戊烷,即其直链异构体。常用作溶剂,用于制造人造冰、麻醉剂。
编号系统
CAS号:109-66-0
MDL号:MFCD00009498
EINECS号:203-692-4
RTECS号:RZ9450000
BRN号:969132
物性数据
1.性状:无色液体,有微弱的薄荷香味。
2.熔点(℃):-129.8
3.沸点(℃):36.1
4.相对密度(水=1):0.63
5.相对蒸气密度(空气=1):2.48
6.饱和蒸气压(kPa):53.32(18.5℃)
7.燃烧热(kJ/摩尔):-3245
8.临界温度(℃):196.6
9.临界压力(MPa):3.37
10.正辛醇/水分配系数:3.39
11.闪点(℃):-48(TOC)
12.引燃温度(℃):260
13.爆炸上限(%):7.8
14.爆炸下限(%):1.5
15.溶解性:微溶于水,溶于乙醇、乙醚、丙、苯、三氯甲烷等多数有机溶剂。
16.体膨胀系数:0.001569
17.黏度(20℃,液体)/mPa·s:0.29
18.苯胺点/ ºC:70.7
19.临界密度:0.232
20.临界体积:311
21.临界压缩因子:0.268
22.偏心因子:0.249
23.Lennard-Jones参数(A):5.7634
24.Lennard-Jones参数(K):344.70
25.溶度参数0.5:14.439
26.Van der Waals面积:
27.van der Waals体积:58.030
28.气相标准燃烧热():-3535.73
29.气相标准声称热(焓):-146.82
30.气相标准:349.56
31.气相标准生成自由能:-8.6
32.气相标准热熔:120.04
33.液相标准燃烧热(焓):-3509.00
34.液相标准声称热(焓):-173.55
35.液相标准熵:263.47
36.液相标准生成自由能:-10.00
37.液相标准热熔:167.33
化学反应
此类反应无选择性,产物为1-、2-、3-氯代戊烷,以及多取代衍生物的混合物。其他卤族元素也可与戊烷发生自由基取代反应。
毒理学数据
1.急性毒性
LD50:\u003e2000mg/kg(大鼠经口);446mg/kg(小鼠静脉)
LC50:364克每立方米(大鼠吸入,4h)
2.亚急性与慢性毒性 动物吸入25.2,116,332,800毫克每立方米,117d,未见中毒反应。
生态学数据
1.生态毒性 LC50:100mg/L(96h)(鱼类)
2.生物降解性 MITI-I测试,初始浓度100ppm,污泥浓度30ppm,4周后降解96%。
3.非生物降解性 空气中,当羟基自由基浓度为 个/立方厘米时,降解半衰期为4d(理论)。
4.生物富集性 BCF:80(理论)
分子结构数据
2、摩尔体积:111.0
3、等张比容(90.2K):231.0
4、表面张力(dyne/cm):18.7
5、极化率:9.99
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值(XlogP):无
2.氢键供体数量:0
3.氢键受体数量:0
4.可旋转化学键数量:2
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积0
7.重原子数量:5
8.表面电荷:0
9.复杂度:7.5
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
性质与稳定性
1.戊烷为脂肪族烷烃,化学性质稳定,常温常压下与酸、碱不作用。600℃以上高温或在适当催化剂存在下发生热解,生成丙烯、丁烯、2-甲基丙烯、丁烷和异丙烷等混合物。用氯化铝作催化剂发生异构化,生成2-异戊烷。
2.稳定性 稳定
4.聚合危害 不聚合
贮存方法
储存注意事项 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过29℃。保持容器密封。应与氧化剂分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
合成方法
1.戊烷可由天然气或石油催化裂解、热分解过程中获得。由于精制程度不同,常含有C5烃的异构体、甲基环戊烷等沸点相近的烃类以及不饱和化合物、水分、含硫化合物等杂质。精制时,不饱和化合物用硫酸洗涤除去,可用氯化钙、无水硫酸钠、五氧化二磷或钠等脱水剂脱水,再进行蒸馏。也可用分子筛脱水。
3.以抽提C5为原料,经加氢后精馏分离,可得到正戊烷。或者以天然气凝析油为原料,经精馏分离可得到正戊烷。还可以以1-戊醇为原料,经脱水、加氢、精馏制得正戊烷。
4.以工业品正戊烷为原料,先用浓硫酸洗涤至酸层无色,然后用0.02mol/L高锰酸钾的10%硫酸溶液洗涤至烯 烃含量合格。再依次用0.02mol/L高锰酸钾的10%氢氧化钠水溶液、水洗涤,然后用无水氯化钙干燥,过滤后蒸馏,收集中间馏分,即为纯品。
5.通过2-戊醇和3-戊醇再氢化制得,亦可由2-溴戊烷通过Grignard反应制得。
用途
1.用作低沸点溶剂、塑料工业发泡剂,还与2-异戊烷一同用作汽车和飞机燃料、制造人造冰、麻醉剂,合成戊醇、异戊烷等。
2.气相色谱分析标准。用作麻醉剂、溶剂、低温温度计的制造以及用于制造人造冰、戊醇、异戊烷等。
3.用于配制标准气、校正气及用作合成沸石脱附剂。
4.用作溶剂、气相色谱参比液及麻醉剂。还用于有机合成及制造低温温度计。
5.用作溶剂,制造人造冰、麻醉剂,合成戊醇、异戊烷等。
环境影响
一、健康危害
侵入途径:吸入、食入。
健康危害:高浓度可引起眼与呼吸道粘膜轻度刺激症状和麻醉状态,甚至意识丧失。慢性作用为眼和呼吸道的轻度刺激。可引起轻度皮炎。
二、毒理学资料及环境行为
毒性:属低毒类。
急性毒性:LD50 446mg/kg(小鼠静脉)
刺激性:人经眼:140ppm(8小时),轻度刺激。
亚急性和慢性毒性:动物吸入25.2,116,332,800毫克每立方米,117天,未见中毒反应。
危险特性:极易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应,甚至引起燃烧。液体比水轻,不溶于水,可随水漂流扩散到远处,遇明火即引起燃烧。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。
⒊现场应急监测方法:
气体检测管法
⒋实验室监测方法:
气相色谱法《空气中有害物质的测定方法》(第二版),杭士平主编
⒌环境标准:
苏联车间空气中有害物质的最高容许浓度300毫克每立方米。
处理方法
一、泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用活性炭或其它惰性材料吸收。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
二、防护措施
呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,空气中浓度较高时,建议佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴防苯耐油手套。
其它:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。
三、急救措施
皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:饮足量温水,催吐,就医。
灭火方法:喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。
灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。
安全信息
危险运输编码:UN 1265 3/PG 2
安全标识:S9S16S29S33S61S62
危险标识:R11R12R65R66R67R51/53
研究应用
2022年5月18日,以戊烷为新型焊割燃料的工业化应用成果发布会在中国船舶集团有限公司广船国际举行。该成果是中国首次成功把戊烷作为新型焊割燃料进行工业化应用。
参考资料
Pentane. PubChem.2024-11-07
中国首次成功将戊烷作为新型焊割燃料进行工业化应用.中新网.2022-05-18