Propeno (74-99-7) Propriedades Físicas e Químicas
Propeno
Um pequeno alcino terminal fornecido como gás comprimido liquefeito e usado comercialmente como combustível especial e matéria-prima química.
| Número CAS | 74-99-7 |
| Família | Alcinos (acetilenos terminais) |
| Forma Típica | Gás comprimido liquefeito |
| Classificações Comuns | BP, EP, USP |
O propeno é um hidrocarboneto alifático insaturado simples da classe dos alcinos terminais (fórmula molecular C3H4). Estruturalmente, é um acetileno substituído por metila (SMILES: CC#C, IUPAC: prop-1-ino). A ligação tripla carbono-carbono confere geometria linear nos átomos de carbono acetilênicos com hibridização sp predominante dos dois carbonos terminais e caráter semelhante a sp2 para o carbono portador do grupo metila em termos de ambiente estérico. A molécula é globalmente apolar (área superficial polar topológica = 0) e não possui doadores ou aceitadores de ligação de hidrogênio; consequentemente, suas interações intermoleculares são dominadas por forças de dispersão e contribuições dipolares fracas associadas à ligação C≡C.
Como um alcino terminal leve e volátil, o propeno comporta-se como um gás inflamável e de baixo ponto de ebulição que pode ser liquefeito sob pressão. O hidrogênio acetilênico terminal é relativamente ácido em comparação com as ligações alifáticas C–H, o que é relevante para a formação de acetiluretos metálicos na presença de sais metálicos reativos. O propeno é quimicamente redutor em relação a agentes oxidantes fortes, pode formar acetiluretos instáveis com certos metais e, sob compressão ou aquecimento, pode decompor-se ou detonar em condições específicas. Sua lipofilicidade moderada (log Kow ≈ 0,94; XLogP computado ≈ 0,9) e baixa solubilidade aquosa levam à rápida volatilização quando liberado em água ou solo, com baixa tendência à bioacumulação.
As classificações comerciais comuns relatadas para esta substância incluem: BP, EP, USP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Descritores experimentais de densidade líquida e gasosa variam conforme o estado e as condições de referência. Exemplos de relatórios experimentais incluem: - Densidade: 0,607 a \(25\,^\circ\mathrm{C}/4\,^\circ\mathrm{C}\) - Densidade relativa (água = 1): 0,70 - Densidade relativa do vapor (ar = 1): 1,41
Esses valores indicam que, na fase vapor, o propeno é mais pesado que o ar e no estado condensado (líquido) tem gravidade específica inferior à unidade relativa à água.
Ponto de Fusão
- Valores relatados: \(-102,7\,^\circ\mathrm{C}\) e \(-153\,^\circ\mathrm{F}\).
Se for necessário um ponto de fusão experimental único e definitivo, não há valor consolidado estabelecido além dessas medidas relatadas no contexto atual dos dados.
Ponto de Ebulição
- Valores relatados: \(-23,2\,^\circ\mathrm{C}\) e \(-10\,^\circ\mathrm{F}\) a \(760\ \mathrm{mmHg}\).
O baixo ponto de ebulição do propeno é compatível com seu manuseio como gás comprimido liquefeito para armazenamento e transporte.
Pressão de Vapor
- Pressão de vapor relatada: \(5,2\,\mathrm{atm}\).
- Representações experimentais equivalentes: \(4,31\times 10^{3}\,\mathrm{mmHg}\) a \(25\,^\circ\mathrm{C}\); pressão de vapor relatada como \(521\,\mathrm{kPa}\) a \(20\,^\circ\mathrm{C}\).
A pressão de vapor muito alta em temperatura ambiente explica a necessidade de contenção pressurizada para a forma líquida e a rápida partição para a fase gasosa ao ser liberado.
Ponto de Inflamação
- Classificado como gás inflamável; ponto de inflamação não aplicável para um gás.
O propeno formará facilmente misturas inflamáveis e potencialmente explosivas com o ar dentro de seus limites de inflamabilidade (ver seção Segurança).
Propriedades Químicas
Solubilidade e Comportamento de Fase
Relatórios experimentais de solubilidade são internamente consistentes com um gás volátil de baixa polaridade: - Solubilidade em água relatada como \(3.640\,\mathrm{mg}\,\mathrm{L}^{-1}\) a \(25\,^\circ\mathrm{C}\) (também relatado como g/100 mL: 0,36). - Considerado “insolúvel” em alguns descritores qualitativos; também descrito como “muito solúvel em álcool; solúvel em clorofórmio e benzeno.”
A aparente discrepância entre as declarações qualitativas de “insolúvel” e uma solubilidade numérica reflete o comportamento em fase gasosa e a solubilidade termodinâmica limitada em comparação com líquidos típicos: o propeno se distribui fortemente para a fase vapor e volatiliza rapidamente de meios aquosos (constante de Henry estimada ≈ \(1,1\times 10^{-2}\,\mathrm{atm}\,\mathrm{m}^{3}\,\mathrm{mol}^{-1}\) derivada de dados relatados), resultando em tempos curtos de residência aquosa.
Comportamento de fase: existe como gás em condições ambientes; armazenado como gás comprimido liquefeito sob pressão. O vapor é mais denso que o ar e pode se acumular em áreas baixas quando liberado.
Reatividade e Estabilidade
O propeno é quimicamente reativo frente a agentes oxidantes fortes (reações exotérmicas) e pode formar compostos sensíveis de acetiluretos metálicos com certos metais/sais (p. ex., prata, cobre); tais acetiluretos metálicos podem ser sensíveis a choque. Comportamentos perigosos relatados incluem: - Detonação ou decomposição explosiva sob pressões elevadas (potencial reportado de decomposição explosiva a aproximadamente 4,5–5,6 atmosferas em certas condições). - Reações exotérmicas com oxidantes e incompatibilidade com algumas ligas metálicas (ligas ricas em cobre) e certos polímeros. - Decomposição ao aquecer libera produtos de combustão irritantes e tóxicos (p. ex., monóxido de carbono).
Dada a funcionalidade acetilênica, reações como hidrogenação seletiva, adição sobre a ligação tripla ou acoplamento catalisado por metais são quimicamente plausíveis sob condições controladas; contato não controlado com oxidantes ou sais metálicos reativos deve ser evitado.
Dados Termodinâmicos
Entalpias Padrão e Capacidade Calorífica
Propriedades termoquímicas disponíveis relatadas incluem: - Calor de formação: \(185,6\,\mathrm{kJ}\,\mathrm{mol}^{-1}\). - Calor de combustão: \(-1,8496\times 10^{9}\,\mathrm{J}\,\mathrm{kmol}^{-1}\). - Capacidade calorífica (relatada): \(67,6\,\mathrm{J}\,\mathrm{mol}^{-1}\,\mathrm{K}^{-1}\) a \(25\,^\circ\mathrm{C}\).
Esses valores indicam formação altamente endotérmica e uma grande exortemia na combustão completa, consistente com combustíveis hidrocarbônicos leves.
Outras propriedades de transporte e térmicas relatadas: - Potencial de ionização: \(10,36\,\mathrm{eV}\). - Condutividade térmica (gás, 1 atm, 298 K): \(0,018\,\mathrm{W}\,\mathrm{m}^{-1}\,\mathrm{K}^{-1}\); líquido a 233 K: \(0,16\,\mathrm{W}\,\mathrm{m}^{-1}\,\mathrm{K}^{-1}\). - Viscosidade: gás a 298 K: \(8,4\times 10^{-3}\,\mathrm{mPa}\,\mathrm{s}\); líquido a 233 K: \(0,26\,\mathrm{mPa}\,\mathrm{s}\).
Parâmetros Moleculares
Massa Molecular e Fórmula
- Fórmula molecular: C3H4
- Massa molecular: \(40,06\) (nominal; unidades convencionalmente \( \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\))
Massa exata/monoisotópica computada: \(40,0313001276\).
LogP e Polaridade
- Log Kow relatado: \(0,94\).
- XLogP computado: \(0,9\).
- Área polar superficial topológica (TPSA): 0.
Essas métricas indicam baixa polaridade e lipofilicidade baixa a moderada em relação a hidrocarbonetos maiores.
Características Estruturais
- SMILES: CC#C
- InChI: InChI=1S/C3H4/c1-3-2/h1H,2H3
- InChIKey: MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N
Propino é um alcino terminal (prop-1-ino) com um substituinte metil em um dos carbonos acetilênicos e um C–H acetilênico terminal. A tripla ligação confere linearidade aos átomos de carbono acetilênico e contribui para assinaturas espectroscópicas características (estiramento IR C≡C, deslocamentos no RMN 13C consistentes com carbonos acetilênicos). O C–H terminal apresenta acidez aumentada em relação às ligações C–H sp3 típicas e pode participar da química de metal-acetilídeo.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número CAS: 74-99-7
- Número CE: 200-828-4
- Números ONU reportados (uso em contextos de transporte): 3161 (1-PROPYNE) e 1954
- Classe de Perigo ONU: 2.1 (gás inflamável)
- UNII: 086L40ET1B
Identificadores adicionais de registro e IDs específicos de bases de dados estão registrados em diversos cadastros institucionais.
Sinônimos e Nomes Estruturais
Sinônimos comuns presentes em listas de nomenclatura incluem: - Propino - Metilacetileno - prop-1-ino - 1-propino - Metil acetileno - Propinilidino - Alicileno
Esses sinônimos refletem convenções triviais, sistemáticas e históricas de nomenclatura para a mesma conectividade C3H4.
Aplicações Industriais e Comerciais
Usos Representativos e Setores Industriais
Propino é utilizado como combustível especializado e comme componente em misturas de gás combustível (por exemplo, certas misturas para soldagem/maçarico). Também é empregado como intermediário químico em processos petroquímicos e em síntese orgânica em pequena escala onde um bloco de construção acetilênico é necessário. Setores industriais com potencial exposição ocupacional incluem fabricação petroquímica, operações de soldagem e corte, e produção de intermediários químicos.
Função em Síntese ou Formulações
Como um alcino terminal, propino pode atuar como um bloco reativo C3 em química de alcinilação e hidrogenação. Pode ser recuperado de correntes de gás craqueado e separado de misturas C3 por extração por solvente e estratégias de hidrogenação seletiva em contextos de refino e fabricação química. Sua função prática principal em produtos formulados é como componente de combustível onde seu conteúdo energético e características de combustão são vantajosos.
Se for necessária uma síntese concisa da aplicação em nível de especificação de produto, a substância é tipicamente selecionada para aplicações em combustíveis ou como intermediário acetilênico, baseado na volatilidade, densidade energética e reatividade descritas acima.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Toxicidade Aguda e Ocupacional
Propino é um asfixiante em altas concentrações e um irritante respiratório; são relatados efeitos depressivos no sistema nervoso central (tontura, cefaleia, náusea, inconsciência) com exposição aguda por inalação. Limites de exposição ocupacional e limiares de toxicidade reportados incluem: - Exposição permissível/recomendada TWA de 8 horas: \(1000\ \mathrm{ppm}\) (relatado). - Critério Imediatamente Perigoso à Vida ou à Saúde (IDLH), baseado em segurança: \(1700\ \mathrm{ppm}\) (baseado em porcentagem do limite inferior de inflamabilidade como critério precaucional). - Limites inferior e superior de inflamabilidade (explosividade) no ar: inferior ≈ \(1,7\%\) em volume; superior ≈ \(11,7\%\) em volume.
Estudos em animais por inalação indicam que concentrações muito altas produzem anestesia e irritação pulmonar; os efeitos incluem depressão transitória do sistema nervoso central e patologia pulmonar em exposições suficientemente elevadas. Contato com o gás liquefeito pode causar queimaduras criogênicas (frostbite).
Primeiros socorros: em caso de inalação, remover para ambiente com ar fresco e fornecer suporte respiratório conforme indicado; para frostbite por contato com líquido, lavar suavemente as áreas afetadas e procurar atendimento médico.
Considerações sobre Armazenamento e Manuseio
- Armazenamento: manter cilindros e recipientes em áreas frescas, bem ventiladas, à prova de fogo e longe de fontes de ignição; armazenar na posição vertical e proteger contra danos mecânicos. Manter os recipientes fechados e protegidos do calor para evitar aumento da pressão.
- Manuseio: usar sistemas fechados, equipamentos elétricos à prova de explosão e aterramento/ligação ao transferir o líquido para minimizar perigos eletrostáticos. Evitar contato com materiais incompatíveis (oxidantes fortes, certas ligas contendo cobre e sais metálicos reativos que possam formar acetilídeos sensíveis).
- Resposta a incêndio e vazamentos: propino forma misturas inflamáveis com o ar; vapores são mais pesados que o ar e podem se deslocar até fontes de ignição causando refluxo de chama. Em caso de grandes vazamentos, evacuar a favor do vento e eliminar fontes de ignição; para incêndios envolvendo recipientes pressurizados, resfriar os recipientes expostos com jatos de água mantendo distância segura.
- Equipamento de proteção individual: usar proteção respiratória adequada para concentrações potenciais próximas ou superiores aos limites ocupacionais; usar luvas resistentes a criogênicos e proteção para face/olhos ao manusear gás liquefeito para prevenir lesões por frostbite; implementar ventilação local exaustora onde vapores possam se acumular.
Para orientações detalhadas sobre regulamentação, classificação para transporte e resposta a emergências, consulte a ficha de dados de segurança (FDS) específica do produto e a legislação local aplicável.
Considerações sobre Armazenamento e Manuseio
(título duplicado mantido conforme estrutura)
Considerações sobre gases comprimidos e precauções de manuseio reiteram que propino é tipicamente transportado e armazenado como gás comprimido liquefeito. Recomendações específicas incluem: - Aterramento e ligação de todos os equipamentos de transferência para evitar acúmulo estático ao manusear material liquefeito. - Eliminação de fontes de ignição em áreas onde vapores possam se acumular. - Evitar uso de materiais incompatíveis para tubulação ou contenção (notadamente certas ligas de cobre e sais metálicos reativos). - Disponibilização de ventilação de emergência, detecção de gases e medidas adequadas de combate a incêndio; não direcionar jatos de água não confinados sobre derramamentos de gás liquefeito.
Para procedimentos exatos sobre manuseio de cilindros, taxas de transferência e distâncias de isolamento em emergências, consultar planos de emergência das instalações e a FDS do produto.
