Изопропиловый спирт молекулярная масса

Изопропиловый спирт (пропанол-2, изопропанол, i-propanol, isopropyl alcohol) – химическое соединение, получившее широкое распространение благодаря растворяющей способности, дезинфицирующим и консервирующим свойствам. Этот спирт используют во многих видах промышленности, а также автомобилисты и медики.

Изопропиловый спирт – что это такое?

Изопропиловый спирт – вторичный одноатомный спирт. Химическая формула изопропанола СН3 – СН (ОН) – СН3. Изопропанол можно рассматривать как производное насыщенного углеводорода пропана СН3 – СН2 – СН3, в молекуле которого один атом водорода замещен на спиртовую — гидроксильную группу (-ОН). Поскольку гидроксильная группа в молекуле одна, то спирт называют одноатомным. Как видно из химической формулы изопропилового спирта, углерод, связанный с гидроксильной группой, соединен с двумя группами СН3. Поэтому спирт называют вторичным.

Структурная формула изопропилового спирта, а также формулы некоторых других одноатомных спиртов приведены на рисунке.

Физические свойства

Многие свойства изопропанола, температура кипения например, обусловлены наличием спиртовой группы (-ОН). Эта группа обладает высокой полярностью. В результате чего группа –ОН одной молекулы изопропанола образует связь с группой –ОН другой молекулы изопропанола. Таким образом, молекулы ассоциируются, то есть соединяются между собой. Такую связь называют водородной. Она слабая, но имеет большое значение в природе.

Благодаря водородным связям вода H2O при обычных условиях — жидкость, а не газ, как, например, похожее по строению вещество H2S сероводород. Именно наличие водородных связей приводит к тому, что твердая фаза воды – лед — имеет меньшую плотность в природе, чем жидкая фаза, в результате чего лед не тонет.

Образование водородных связей объясняет высокую температуру кипения изопропилового спирта и других низкомолекулярных спиртов в сравнении с соединениями схожего строения. Например, температура кипения пропана -42 °С, то есть пропан при любых температурах выше -42°С находится в газообразном состоянии. Температура кипения изопропилового спирта намного выше и составляет 82,4 °С. Это означает, что изопропанол при обычной температуре находится в жидком состоянии.

Если сравнить температуру кипения изопропилового спирта и метилового, то у первого она несколько выше: 82 градуса против 65. Это означает, что при обычных условиях изопропиловый спирт меньше испаряется, чем метиловый.

Температура плавления и температура кипения изопропилового спирта и некоторых других соединений представлены в таблице.

Образование водородных связей между спиртовыми группами изопропанола и молекулами воды обуславливает растворимость этого спирта в воде. Растворимость зависит от количества углеродных атомов в цепи, чем их меньше, тем лучше растворяется спирт. Поэтому среди спиртов наибольшей растворимостью в воде обладает метанол, который можно смешать с водой в любом соотношении. Этанол растворяется в воде чуть хуже метанола, а изопропанол — хуже этанола.

Основные характеристики изопропилового спирта

Растворяется в ацетоне, в бензоле хорошо растворяется, смешивается с водой, эфиром, этанолом.

Плотность 0,7851 г/см 3 (20 °С).

Нижний предел взрываемости — 2,5% (по объему).

Температура плавления -89,5 °С.

Температура кипения +82,4°С.

Зависимость температуры кипения изопропилового спирта от давления представлена в таблице.

Химические свойства

Изопропиловый спирт представляет собой бесцветную жидкость. Обладает характерным запахом, не похожим на запах этилового спирта. Не проводит электрический ток.

Вступает в многочисленные химические реакции, что используется для промышленных синтезов. Большая часть произведенного изопропилового спирта идет на производство ацетона. Для получения ацетона изопропанол необходимо окислить сильным окислителем – смесью K2Cr2O7 + H2SO4 или KMnO4 + H2SO4.

В России в 2017 году произведено около 40 тыс. тонн изопропилового спирта, почти на 20% меньше, чем в 2016 году. Объем производства достаточно мал — за этот же период метанола произведено почти 4 млн тонн.

Производят изопропиловый спирт в России два предприятия: ЗАО «Завод синтетического спирта» в городе Орске Оренбургской области и ООО «Синтез Ацетон» в городе Дзержинске Нижегородской области.

В Орске производят изопропанол методом сернокислотной гидратации пропилена или пропан-пропиленовой фракции, полученной из газов термического или каталитического крекинга. Получают два вида изопропанола, отличающихся степенью очистки: технический (87%) и абсолютизированный (99,95%). В Дзержинске изопропанол получают гидрированием ацетона.

Побочным продуктом при получении изопропилового спирта гидратацией пропилена является диизопропиловый спирт, который представляет особую ценность как вещество, имеющее высокое октановое число, равное 98.

Применение

Изопропиловый спирт – отличный растворитель, поэтому имеет широкую сферу применения. Его используют в основном в химической промышленности, а также в нефтеперерабатывающей, лесохимической, мебельной, медицинской, пищевой, парфюмерной отраслях промышленности, в полиграфии, домашнем хозяйстве. Направления применения:

  • растворитель,
  • консервант,
  • обезвоживающее средство,
  • экстрагент примесей,
  • стабилизатор,
  • антиобледенитель.

Применение изопропанола в химической и автомобильной промышленности

Применение в химической промышленности следующее:

  • сырье для производства ацетона,
  • производство пластмасс – полиэтилена низкого давления и полипропилена,
  • синтез изопропилацетата,
  • производство инсектицидов,
  • растворитель при производстве этилцеллюлозы, ацетилцеллюлозы, нитроцеллюлозы в лакокрасочной промышленности,
  • безопасная транспортировка нитроцеллюлозы (в нее добавляют 30% изопропанола),
  • экстрагент в тонкой химической технологии.
  • применение в нефтеперерабатывающей промышленности:
  • растворитель карбамида, применяемого для депарафинизации дизельного топлива,
  • добавка к маслам, усиливающая их антикоррозионные свойства и понижающая температуру застывания,
  • «удаление» воды из бензиновых баков.

Вода попадает в топливные магистрали и баки нефтебаз путем конденсации из влажного воздуха. При низких температурах она замерзает и может образовать ледяную пробку. При добавлении абсолютированного изопропанола вода в нем растворяется и не замерзает.

В автомобильной промышленности:

  • «удаление» воды из бензобаков путем ее растворения,
  • как компонент топлива для повышения октанового числа и уменьшения токсичных выбросов,
  • антиобледенитель ветрового стекла,
  • антифриз для радиаторов,
  • удаление тормозной жидкости с гидравлических тормозных систем.

Применение изопропанола в других видах хозяйственной деятельности

Применение в мебельной и лесохимической промышленности:

  • экстракция смол из древесины в смеси с другими растворителями,
  • снятие старого лакового покрытия, растворитель французской полировки, клеев, масел,
  • связующее вещество в полиролях и очистителях.

В полиграфии изопропанол применяют для увлажнения в печатных процессах. В электронике — в качестве растворителя для очистки контактных разъемов, магнитных лент, головок дисков, лазерных линз, для удаления термопасты, очистки клавиатуры, ЖК-мониторов, стеклянных экранов. Нельзя применять его только для очистки винила, так как изопропанол вступает с ним в реакцию.

Применение в медицинской промышленности и медицине:

  • входит в состав антисептических растворов, пропитывающих жидкостей для салфеток,
  • обеззараживающее средство для протирания места инъекции,
  • 75% водный раствор используют как дезинфицирующее средство для рук,
  • дезинфицирующие тампоны,
  • осушитель для профилактики отита,
  • консервирующее средство для сохранения генетического материала и анализов (менее токсичен, чем формальдегид).

Изопропанол имеет преимущества перед этанолом: более выраженное антисептическое действие и низкую цену. Поэтому в тех случаях, когда раньше применяли этанол, сейчас используют изопропанол.

В косметической и парфюмерной промышленностях изопропанол применяют в производстве:

  • косметических средств,
  • средств личной гигиены,
  • духов, одеколонов, лаков.

В пищевой промышленности изопропанол используют при производстве замороженных продуктов в качестве хладоносителя.

В домашнем хозяйстве:

  • для очищения различных поверхностей, кроме резиновых и виниловых,
  • для удаления пятен с тканей, древесины,
  • для удаления клея от наклеек (на бумажные изопропанол не действует).

Токсичность

Изопропанол применяется в медицине в качестве местного антисептика. При местном использовании быстро испаряется и не оказывает негативного влияния.

При вдыхании паров раздражает дыхательные пути, может вызвать головную боль. Высокая концентрация изопропанола в воздухе тормозит работу ЦНС, приводит к потере сознания. Поэтому работать с изопропанолом можно только в хорошо проветриваемом помещении.

Внутрь изопропанол не применяется, поскольку он токсичен. Попадая в печень, превращается в ядовитое вещество — ацетон, поражающий печень, почки и головной мозг. 200 мл изопропанола являются смертельной дозой.

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: C3H8O

Химический состав Изопропилового спирта

Молекулярная масса: 60,096

Изопропиловый спирт, пропанол-2 (2-пропанол), втор-пропанол, изопропанол, диметилкарбинол, ИПС — простейший вторичный одноатомный спирт алифатического ряда. Существует изомер изопропанола — пропанол-1.
Прозрачная, бесцветная жидкость с резким запахом и мягким горьким вкусом.
Изопропиловый спирт используется в качестве заменителя этилового спирта в косметике, парфюмерии, бытовой химии, автохимии, медицинских изделиях, в средствах для очистки стёкол, оргтехники и как растворитель в промышленности.
В развитых странах пропанол-2 широко используется в товарах личной гигиены и в медицине, благодаря низкой токсичности. 75 % Водный раствор диметилкарбинола используется как дезинфицирующее средство для рук. Вода способствует проникновению сквозь мембраны пор бактерий, таким образом обеспечивая высокую эффективность и более качественное обеззараживание. Изопропиловый спирт используется в качестве вспомогательного компонента профилактического средства от наружного отита.
Как и все спирты, огнеопасен, токсичен, требует осторожного отношения. Эффективен для лечения дерматита в качестве средства для протирания пораженных участков кожи, негативное влияние на кожу не отмечается.

Химическая формула (рациональная) изопропилового спирта: CH3CH(OH)CH3.
Изопропанол обладает свойствами вторичных спиртов жирного ряда, в том числе образует простые и сложные эфиры. Гидроксильная группа может быть вытеснена представителями ряда галогенов. С ароматическими соединениями изопропиловый спирт конденсируется с образованием производных, таких как изопропилбензол и изопропилтолуол. В изопропаноле хорошо растворяются многие эфирные масла, алкалоиды, некоторые синтетические смолы и другие химические соединения. При дегидрировании превращается в ацетон.
Реагирует с сильными окислителями. Агрессивен в отношении некоторых видов пластика и резины.

Бесцветная жидкость с характерным спиртовым запахом, более резким, чем у этанола (по этому признаку их можно в некоторых случаях отличить), tплавления −89,5 °C, tкипения 82,4 °C, плотность 0,7851 г/см³ (при 20 °C), tвспышки 11,7 °C. Нижний предел взрываемости в воздухе 2,5 % по объёму (при 25 °C). Температура самовоспламенения 456 °C. Коэффициент преломления 1,3776 (в жидком состоянии, при 20 °C). Динамическая вязкость при стандартных условиях 2,43 мПа·с. Молярная теплоёмкость (ст. усл.) — 155,2 Дж/(моль·К).
Пар хорошо смешивается с воздухом, легко образует взрывчатые смеси. Давление паров — 4,4 кПа (при 20 °C). Относительная плотность пара — 2,1, относительная плотность смеси пар/воздух — 1,05 (при 20 °C).
Растворим в ацетоне, хорошо растворим в бензоле, с остальными растворителями (вода, органические вещества) смешивается в любых соотношениях. С водой образует азеотропную смесь (87,9 % изопропилового спирта, tкипения 80,2 °C).
Зависимость температуры замерзания смеси изопропилового спирта с водой от концентрации изопропилового спирта в смеси представлена в таблице:

Существует два метода промышленного производства изопропанола — гидрирование ацетона и гидратация пропилена.
Основным способом получения изопропанола в Российской промышленности является сернокислотная гидратация пропилена
CH3CH=CH2 + H2SO4 → (CH3)2CHOSO3H + H2O → (CH3)2CHOH.
Сырьем может служить пропан-пропиленовая фракция с содержанием пропилена 30-90 % (фракция пиролиза и крекинга нефти). Однако наблюдается тенденция к использованию чистого пропилена, так как в этом случае процесс можно вести при невысоких давлениях, резко снижается образование побочных продуктов реакции — полимеров и ацетона. На первой стадии процесса образуется сернокислотный экстракт, содержащий равновесную смесь изопропилового спирта, изопропилсульфата (CH3)2CHOSO2OH, H2SO4 и H2O, на второй — сернокислотный экстракт нагревается с водой и удаляется образующийся изопропиловый спирт. Прямую гидратацию пропилена осуществляют в основном в присутствии твердого катализатора (в скобках указаны условия процессов): Н3РО4 на носителе (240—260°С; 2,5-6,5 МПа) или катионообменной смолы (130—160°С; 8,0-10,0 МПа). Изопропиловый спирт получают также окислением парафинов воздухом и другими способами.
Современный способ:
<CH3COCH3 + H2 → kat CH3CH(OH)CH3 Гидрирование ацетона водородом (в фазе пара) в присутствии стационарного медно-никельхромитного катализатора.
В России изопропанол производят из пропилена на ЗАО «Завод синтетического спирта» (г. Орск) и методом гидрирования ацетона водородом — ООО «Синтез Ацетон», (г. Дзержинск)

Изопропиловый спирт используют для получения:

  • ацетона (дегидрированием или неполным окислением)
  • пероксида водорода
  • метилизобутилкетона
  • изопропилацетата
  • изопропиламина.

По причине особого государственного регулирования этанола, изопропиловый спирт часто является его заменителем во многих областях его применения. Так, изопропанол входит в состав:

  • косметики
  • парфюмерии
  • бытовой химии
  • дезинфицирующих средств
  • средства для автомобилей (антифриз, растворитель в зимних стеклоомывателях)
  • Репеллентов
  • промывок печатных плат после пайки с флюсом, продается под названием «Очиститель универсальный».

Изопропиловый спирт применяется в промышленности, при резании алюминия, токарных, фрезерных и прочих работах. В смеси с маслом позволяет значительно повысить производительность работы. Изопропиловый спирт применяется как референс-стандарт в газовой хроматографии (например, при испытании лекарственных средств на остаточные органические растворители). Часто используется при сварке оптических волокон для очистки волокна перед скалыванием.

70 % изопропиловый спирт применяется вместо этилового спирта как антисептик для пропитки медицинских салфеток.

Влияние на человека

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров изопропанола в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м³ (ГОСТ 9805-84), в атмосферном воздухе населенных мест 0.6 мг/м³(ГН 2.1.6.1338-03). Не накапливается в организме, то есть кумулятивными свойствами не обладает. Необходимо отметить, что изопропиловый спирт значительно менее летуч, чем, например, этанол, и для достижения больших концентраций его паров необходима значительно большая площадь разлива и испарения. Благодаря этому свойству, изопропиловый спирт заменил этиловый в парфюмерии, дезинфицирующих составах, стеклоомывателях и незамерзающих жидкостях.
Изопропанол горюч. При горении даёт яркое пышное пламя, полностью разлагается на простые составляющие — воду и углекислый газ, не вызывая раздражений и иных побочных эффектов. Горение изопропанола не выделяет вредных веществ, копоти и пр.
Испарение изопропанола из емкости с площадью менее 20 см² в помещении более 30 м³ при температуре 30 °C и ниже не вызывает негативных реакций.

Отравления изопропанолом случайны и в основном происходят с детьми младше 6 лет. Летальный исход от отравления изопропанолом происходит крайне редко.
Небольшие дозы изопропанола, как правило, не вызывают значительных расстройств. Серьёзное токсическое воздействие на здорового взрослого человека при пероральном употреблении может быть достигнуто при дозах порядка 50 мл и более. Изопропанол при приеме внутрь метаболизируется в печени под действием алкогольдегидрогеназы в ацетон, что обусловливает его токсическое действие.
При приеме внутрь вызывает опьянение, сходное с алкогольным. Хотя токсичность изопропанола примерно в 3,5 раза выше, чем у этанола, его опьяняющее действие также выше, но уже в 10 раз. По этой причине смертельные отравления изопропанолом, в сравнении с отравлениями от этилового спирта, случаются реже, так как человек впадает в алкогольный транс гораздо раньше, чем сможет самостоятельно принять смертельную дозу изопропанола (если только не выпил единовременно от 500 мл).
Биологический полураспад изопропилового спирта в организме человека составляет от 2,5 до 8 часов.

Изопропиловый спирт обладает наркотическим действием. Наркотический эффект изопропанола почти в 2 раза превышает аналогичный эффект этанола. Концентрация 1,2 %, воздействующая в течение 4 часов, оказывает опьяняющее действие.
При длительном воздействии больших концентраций паров вызывает головную боль, оказывает раздражающее воздействие на глаза и дыхательные пути. Для достижения данного эффекта потребуется находиться в течение длительного времени в непроветриваемом помещении с большой площадью разлива изопропанола. Может оказывать угнетающее действие на центральную нервную систему. Воздействие на уровне, значительно превышающем ПДК, может вызвать потерю сознания. Отравление изопропиловым спиртом возникает нечасто.

изопропиловый спирт: состав и молярная масса

Молярная масса C3H8O, изопропиловый спирт 60.09502 г/моль

Массовые доли элементов в соединении

Использование калькулятора молярной массы

  • Химические формулы нужно вводить с учетом регистра
  • Индексы вводятся как обычные числа
  • Точка на средней линии (знак умножения), применяемая, например, в формулах кристаллогидратов, заменяется обычной точкой.
  • Пример: вместо CuSO₄·5H₂O в конвертере для удобства ввода используется написание CuSO4.5H2O.

Все вещества состоят из атомов и молекул. В химии важно точно измерять массу веществ, вступающих в реакцию и получающихся в результате нее. По определению моль — это количество вещества, которое содержит столько же структурных элементов (атомов, молекул, ионов, электронов и других частиц или их групп), сколько содержится атомов в 12 граммах изотопа углерода с относительной атомной массой 12. Это число называется постоянной или числом Авогадро и равно 6,02214129(27)×10²³ моль⁻¹.

Число Авогадро NA = 6.02214129(27)×10²³ моль⁻¹

Другими словами моль — это количество вещества, равное по массе сумме атомных масс атомов и молекул вещества, умноженное на число Авогадро. Единица количества вещества моль является одной из семи основных единиц системы СИ и обозначается моль. Поскольку название единицы и ее условное обозначение совпадают, следует отметить, что условное обозначение не склоняется, в отличие от названия единицы, которую можно склонять по обычным правилам русского языка. По определению один моль чистого углерода-12 равен точно 12 г.

Молярная масса

Молярная масса — физическое свойство вещества, определяемое как отношение массы этого вещества к количеству вещества в молях. Говоря иначе, это масса одного моля вещества. В системе СИ единицей молярной массы является килограмм/моль (кг/моль). Однако химики привыкли пользоваться более удобной единицей г/моль.

молярная масса = г/моль

Молярная масса элементов и соединений

Соединения — вещества, состоящие из различных атомов, которые химически связаны друг с другом. Например, приведенные ниже вещества, которые можно найти на кухне у любой хозяйки, являются химическими соединениями:

  • соль (хлорид натрия) NaCl
  • сахар (сахароза) C₁₂H₂₂O₁₁
  • уксус (раствор уксусной кислоты) CH₃COOH

Молярная масса химических элементов в граммах на моль численно совпадает с массой атомов элемента, выраженных в атомных единицах массы (или дальтонах). Молярная масса соединений равна сумме молярных масс элементов, из которых состоит соединение, с учетом количества атомов в соединении. Например, молярная масса воды (H₂O) приблизительно равна 2 × 2 + 16 = 18 г/моль.

Молекулярная масса

Молекулярная масса (старое название — молекулярный вес) — это масса молекулы, рассчитанная как сумма масс каждого атома, входящего в состав молекулы, умноженных на количество атомов в этой молекуле. Молекулярная масса представляет собой безразмерную физическую величину, численно равную молярной массе. То есть, молекулярная масса отличается от молярной массы размерностью. Несмотря на то, что молекулярная масса является безразмерной величиной, она все же имеет величину, называемую атомной единицей массы (а.е.м.) или дальтоном (Да), и приблизительно равную массе одного протона или нейтрона. Атомная единица массы также численно равна 1 г/моль.

Расчет молярной массы

Молярную массу рассчитывают так:

  • определяют атомные массы элементов по таблице Менделеева;
  • определяют количество атомов каждого элемента в формуле соединения;
  • определяют молярную массу, складывая атомные массы входящих в соединение элементов, умноженные на их количество.

Например, рассчитаем молярную массу уксусной кислоты

  • двух атомов углерода
  • четырех атомов водорода
  • двух атомов кислорода
  • углерод C = 2 × 12,0107 г/моль = 24,0214 г/моль
  • водород H = 4 × 1,00794 г/моль = 4,03176 г/моль
  • кислород O = 2 × 15,9994 г/моль = 31,9988 г/моль
  • молярная масса = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 g/mol

Наш калькулятор выполняет именно такой расчет. Можно ввести в него формулу уксусной кислоты и проверить что получится.

Вас могут заинтересовать и другие конвертеры из группы «Другие конвертеры»:

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Другие конвертеры

Вычисление молярной массы

Молярная масса — физическое свойство вещества, определяемое как отношение массы этого вещества к количеству вещества в молях, то есть, это масса одного моля вещества.

Молярная масса соединений равна сумме молярных масс элементов, из которых состоит соединение, с учетом количества атомов в соединении.

Использование конвертера «Вычисление молярной массы»

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.
Примечание. В связи с ограниченной точностью преобразования возможны ошибки округления. В этом конвертере целые числа считаются точными до 15 знаков, а максимальное количество цифр после десятичной запятой или точки равно 10.

Для представления очень больших и очень малых чисел в этом калькуляторе используется компьютерная экспоненциальная запись, являющаяся альтернативной формой нормализованной экспоненциальной (научной) записи, в которой числа записываются в форме a · 10 x . Например: 1 103 000 = 1,103 · 10 6 = 1,103E+6. Здесь E (сокращение от exponent) — означает «· 10^», то есть «. умножить на десять в степени. ». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Источники: http://fb.ru/article/402046/izopropilovyiy-spirt-temperatura-kipeniya-opisanie-veschestva-primenenie, http://formula-info.ru/khimicheskie-formuly/i/formula-izopropilovogo-spirta-strukturnaya-khimicheskaya, http://www.translatorscafe.com/unit-converter/ru/molar-mass/?q=C3H8O

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *