Pentan

Pentan ist als erste Verbindung der Alkane eine bei Raumtemperatur und Normaldruck farblose Flüssigkeit mit der Summenformel C₅H₁₂. Der Name „Pentan“ leitet sich von den fünf gebundenen Kohlenstoffatomen ab (penta, griechisch: „fünf“). Es ist der lineare Vertreter der drei Strukturisomere der Pentane (n-Pentan, Isopentan und Neopentan).

Strukturformel
Allgemeines
Name	Pentan
Andere Namen	n-Pentan Amylhydrid R601 PENTANE (INCI)[1]
Summenformel	C5H12
Kurzbeschreibung	farblose, fast geruchlose Flüssigkeit[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 109-66-0 EG-Nummer 203-692-4 ECHA-InfoCard 100.003.358 PubChem 8003 ChemSpider 7712 DrugBank DB03119 Wikidata Q150429
Eigenschaften
Molare Masse	72,15 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig[2]
Dichte	0,63 g·cm−3 (20 °C)[2]
Schmelzpunkt	−130 °C[2]
Siedepunkt	36 °C[2]
Dampfdruck	562 hPa (20 °C)[2] 815 hPa (30 °C)[2] 1,15 bar (40 °C)[2] 1,59 bar (50 °C)[2]
Löslichkeit	sehr schlecht in Wasser (39 mg·l−1 bei 20 °C)[2]
Brechungsindex	1,358[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[4] ggf. erweitert[2] Gefahr H- und P-Sätze H: 225​‐​304​‐​336​‐​411 EUH: 066 P: 210​‐​233​‐​240​‐​273​‐​301+310​‐​331[2]
MAK	1000 ml·m−3, 3000 mg·m−3[2]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Vorkommen

Pentan kann in Erdgas auftreten, sogenanntem "nassem" Gas, das flüssige Alkane bis einschließlich Hexan oder Heptan enthält.^[5] Außerdem ist es Bestandteil von Erdöl und tritt dabei in der Benzinfraktion (C₅–C₈) auf.^[6] Extraterrestrisch wurde Pentan im Rahmen der Rosetta-Mission im Schweif des Kometen Tschurjumow-Gerassimenko nachgewiesen.^[7]

Gewinnung und Darstellung

Pentan kann bei der Verarbeitung von Erdöl und Erdgas mithilfe von Molsieben gewonnen werden, entweder aus den flüssigen Komponenten von Erdgas oder aus der Leichtbenzin- / Naphtha-Fraktion des Erdöls.^[8]

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Pentan ist eine farblose, benzinartig riechende Flüssigkeit. Es ist unpolar, und somit z. B. in Wasser kaum löslich, jedoch mit den meisten organischen Lösungsmitteln mischbar. Die Löslichkeit in Wasser beträgt 39 mg/l (20 °C).^[2] Der Heizwert H_i beträgt 12,6 kWh/kg.^[9]

Die Verbindung bildet mit einer Reihe anderer Lösungsmittel azeotrop siedende Gemische. Die azeotropen Zusammensetzungen und Siedepunkte finden sich in der folgenden Tabelle. Keine Azeotrope werden mit Cyclohexan, n-Hexan, n-Heptan, Toluol, Benzol, n-Propanol, n-Butanol, i-Butanol, 2-Butanol, Chloroform, THF und Essigsäure gebildet.^[10]

Azeotrope mit verschiedenen Lösungsmitteln^[10]

Lösungsmittel	Wasser	Methanol	Ethanol	2-Propanol	Aceton
Gehalt n-Pentan in Ma%	99	93	95	94	80
Siedepunkt in °C	35	30,9	34	35	32
Lösungsmittel	Diethylether	Methylacetat	Schwefelkohlenstoff	Acetonitril
Gehalt n-Pentan in Ma%	32	78	89	90
Siedepunkt in °C	33	34	36	35

Pentan kristallisiert in der orthorhombischen Raumgruppe Pbcn (Raumgruppen-Nr. 60)Vorlage:Raumgruppe/60.^[11][12]

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Pentan bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei −49 °C.^[2] Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,1 Vol.-% (33 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 8,7 Vol.-% (260 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG).^[2][13] Mit einer Mindestzündenergie von 0,28 mJ sind Dampf-Luft-Gemische extrem zündfähig.^[2][14] Der maximale Explosionsdruck beträgt 9,5 bar.^[2] Die Grenzspaltweite wurde mit 0,93 mm bestimmt.^[2][13] Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.^[13][2] Die Zündtemperatur beträgt 260 °C.^[13][2] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T3.

Verwendung

Pentan wird als Lösungs- und Extraktionsmittel, zum Schäumen von Polyurethan, Phenolharz und Polystyrol sowie als Treibmittel für Aerosole verwendet. Außerdem dient es als Referenzsubstanz in der Gaschromatographie, als Füllung für Tieftemperaturthermometer^[15] sowie als FCKW-freies Kältemittel (R601).^[16]

In der chemischen Industrie wird Pentan zur Herstellung verschiedener anderer Verbindungen genutzt. Dazu gehören die Isomerisierung zu Isopentan und die Oxidation zu Phthalsäureanhdydrid.^[8]

Gefahren

Pentan wirkt reizend auf Haut und Augen. In höheren Konzentrationen wirkt es betäubend, kann Herzrhytmusstörungen auslösen und zu Ersticken führen.^[15] Der Flammpunkt liegt deutlich unter Raumtemperatur, sodass es leicht explosionsfähige Gemische mit Luft bilden kann.^[17]

Weblinks

Commons: Pentan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Pentan – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen