ब्यूटेनो विशेषताओं, रासायनिक संरचना और उपयोग

ब्यूटेन रासायनिक सूत्र सी के साथ चार आइसोमरों की एक श्रृंखला को दिया गया नाम है₄एच₈. वे अल्केन्स या ओलेफिन हैं, अर्थात्, उनकी संरचना में एक डबल बांड सी = सी है। इसके अलावा, वे हाइड्रोकार्बन हैं, जो तेल जमा में पाए जा सकते हैं या थर्मल क्रैकिंग से उत्पन्न हो सकते हैं और कम आणविक भार के उत्पाद प्राप्त कर सकते हैं।.

चारों आइसोमर्स ऑक्सीजन को गर्मी और एक पीले रंग की लौ के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। इसी तरह, वे छोटे अणुओं के एक व्यापक स्पेक्ट्रम के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं जिन्हें उनके दोहरे बंधन में जोड़ा जाता है.

लेकिन ब्यूटेन के आइसोमर्स क्या हैं? ऊपरी छवि 1-ब्यूटेन के लिए सफेद (हाइड्रोजन) और काले (कार्बन) क्षेत्रों के साथ संरचना को दिखाती है। 1-ब्यूटेन हाइड्रोकार्बन सी का सबसे सरल आइसोमर है₄एच₈. ध्यान दें कि आठ सफेद गोले और चार काले गोले हैं, जो रासायनिक सूत्र से सहमत हैं.

अन्य तीन आइसोमर्स सीस और ट्रांस 2-ब्यूटेन और आइसो-ब्यूटेन हैं। वे सभी बहुत समान रासायनिक गुणों का प्रदर्शन करते हैं, हालांकि उनकी संरचनाएं भौतिक गुणों (पिघलने और उबलते बिंदु, घनत्व, आदि) में भिन्नता का कारण बनती हैं। इसके अलावा, उनके आईआर स्पेक्ट्रा में अवशोषण बैंड के समान पैटर्न हैं.

बोलचाल की भाषा में, 1-ब्यूटेन को ब्यूटेन नाम दिया गया है, हालांकि 1-ब्यूटेन केवल एक आइसोमर को संदर्भित करता है और जेनेरिक नाम को नहीं। ये चार कार्बनिक यौगिक गैसें हैं, लेकिन तापमान में गिरावट के साथ उच्च दबाव या कंडेनस (और यहां तक ​​कि क्रिस्टलीज़) पर तरलीकृत कर सकते हैं.

वे गर्मी और ऊर्जा का एक स्रोत हैं, अन्य कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए अभिकर्मकों और सबसे ऊपर, ब्यूटाडाइन के संश्लेषण के बाद कृत्रिम रबर के निर्माण के लिए आवश्यक है.

सूची

• ब्यूटेनो के 1 लक्षण
  • 1.1 आणविक भार
  • 1.2 शारीरिक पहलू
  • 1.3 क्वथनांक
  • 1.4 गलनांक
  • 1.5 घुलनशीलता
  • 1.6 घनत्व
  • 1.7 प्रतिक्रिया
• 2 रासायनिक संरचना
  • 2.1 संवैधानिक और ज्यामितीय आइसोमर्स
  • २.२ स्थिरता
  • २.३ अन्तर आणविक बल
• ३ उपयोग
• 4 संदर्भ

ब्यूटेनो के लक्षण

आणविक भार

56.106 जी / मोल। यह वजन सूत्र C के सभी आइसोमरों के लिए समान है₄एच₈.

शारीरिक पहलू

यह एक रंगहीन और ज्वलनशील गैस (अन्य आइसोमर्स की तरह) है, और इसमें अपेक्षाकृत सुगंधित गंध है.

क्वथनांक

ब्यूटेन आइसोमर्स के लिए क्वथनांक निम्नानुसार हैं:

1-ब्यूटेन: -6º सी

सीस -2-ब्यूटेन: 3.7º सी

ट्रांस -2-ब्यूटेन: 0.96ºC

2-मिथाइलप्रोपीन: -6.9 MethC

गलनांक

1-ब्यूटेन: -185.3ºC

Cis-2-Butene: -138.9 .C

ट्रांस -2-ब्यूटेन: -105.5ºC

2-मिथाइलप्रोपीन: -140.4 डिग्री सेल्सियस

घुलनशीलता

ब्यूटेन अपने अपोलर प्रकृति के कारण पानी में बहुत अघुलनशील है। हालांकि, यह कुछ अल्कोहल, बेंजीन, टोल्यूनि और इथर में पूरी तरह से घुल जाता है.

घनत्व

25C पर 0.577। इसलिए, यह पानी की तुलना में कम घना है और एक कंटेनर में इसके ऊपर स्थित होगा.

जेट

किसी भी एल्केन की तरह, इसके दोहरे बंधन अणुओं को जोड़ने या ऑक्सीकरण करने के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। यह ब्यूटेन और इसके आइसोमर्स को प्रतिक्रियाशील बनाता है। दूसरी ओर, वे ज्वलनशील पदार्थ होते हैं, इसलिए जब अधिक तापमान का सामना करना पड़ता है, तो वे हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं.

रासायनिक संरचना

1-ब्यूटेन की संरचना को ऊपरी छवि में दर्शाया गया है। अपने बाईं ओर आप पहले और दूसरे कार्बन के बीच दोहरे बंधन का स्थान देख सकते हैं। अणु में एक रैखिक संरचना होती है, हालांकि सी = सी बांड के आसपास का क्षेत्र सपा संकरण के कारण सपाट है² इन कार्बन के.

यदि 1-ब्यूटेन अणु को 180, कोण के माध्यम से घुमाया जाता है, तो वही अणु स्पष्ट परिवर्तनों के बिना मौजूद होगा, इसलिए, इसमें ऑप्टिकल गतिविधि का अभाव है.

आपके अणु कैसे बातचीत करेंगे? सी-एच, सी = सी और सी-सी बॉन्ड प्रकृति में एकध्रुवीय हैं, इसलिए उनमें से कोई भी डुबकी के क्षण के निर्माण में सहयोग नहीं करता है। नतीजतन, सीएच अणु₂= चच₂सीएच₃ लंदन के फैलाव बलों के माध्यम से बातचीत करनी चाहिए.

ब्यूटेनो का दाहिना छोर तात्कालिक द्विध्रुवीय बनाता है, जो थोड़ी दूरी पर पड़ोसी अणु के आसन्न परमाणुओं को ध्रुवीकृत करता है। दूसरी ओर, लिंक C = C के बाएं छोर, बादलों को सुपरइम्पोज़ करके इंटरैक्ट करता है on एक के ऊपर दूसरा (जैसे दो वेफर्स या शीट).

क्योंकि आणविक कंकाल की रचना करने वाले चार कार्बन परमाणु होते हैं, उनकी बातचीत तरल चरण के लिए मुश्किल से पर्याप्त होती है -6 atC.

संवैधानिक और ज्यामितीय आइसोमर्स

1-ब्यूटेन में आणविक सूत्र C होता है₄एच₈; हालाँकि, अन्य यौगिकों की संरचना में C और H परमाणुओं का समान अनुपात हो सकता है.

यह कैसे संभव है? यदि 1-ब्यूटेन की संरचना को ध्यान से देखा जाए, तो C = C कार्बन्स के प्रतिस्थापनों को आपस में जोड़ा जा सकता है। यह विनिमय एक ही कंकाल से अन्य यौगिकों का उत्पादन करता है। इसके अलावा, सी -1 और सी -2 के बीच दोहरे बंधन की स्थिति को सी -2 और सी -3 में ले जाया जा सकता है: सीएच₃CH = CHCH₃, 2-ब्यूटेन.

2-ब्यूटेन में एच परमाणु दोहरे बंधन के एक ही तरफ स्थित हो सकते हैं, जो सिस स्टीरिसोमर से मेल खाता है; या एक विपरीत स्थानिक अभिविन्यास में, ट्रांस स्टीरियोइसोमर में। दोनों का गठन है जिसे ज्यामितीय आइसोमर्स के रूप में भी जाना जाता है। यही समूह -CH के लिए लागू होता है₃.

यह भी ध्यान दें कि यदि सीएच अणु में छोड़ दिया गया है₃CH = CHCH₃ H एक तरफ परमाणु, और CH समूह₃ दूसरे में, एक संवैधानिक आइसोमर प्राप्त किया जाएगा: सीएच₂= सी (सीएच)₃)₂, 2-मिथाइलप्रोपीन (इसे आइस-ब्यूटेन के रूप में भी जाना जाता है).

इन चार यौगिकों का सूत्र एक ही है₄एच₈ लेकिन अलग संरचना। 1-ब्यूटेन और 2-मिथाइलप्रोपीन संवैधानिक आइसोमर हैं; और सीआईएस और ट्रांस-2-ब्यूटेन, उन दोनों के बीच ज्यामितीय आइसोमर्स (और बाकी के संबंध में संवैधानिक).

स्थिरता

दहन की गर्मी

शीर्ष छवि से, चार आइसोमर्स में से कौन सबसे स्थिर संरचना का प्रतिनिधित्व करता है? जवाब पाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, उनमें से प्रत्येक के दहन के ताप में। ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते समय, सूत्र के साथ आइसोमर सी₄एच₈ सीओ में तब्दील हो गया है₂ पानी और गर्मी जारी करना:

सी₄एच₈(g) + 6O₂(g) => 4CO₂(g) + 4H₂ओ (जी)

दहन एक्ज़ोथिर्मिक है, ताकि अधिक गर्मी जारी हो, जितना अधिक हाइड्रोकार्बन अस्थिर हो। इसलिए, चार आइसोमर्स जो हवा में जलने पर कम गर्मी छोड़ते हैं, सबसे स्थिर होंगे.

चार आइसोमरों के लिए दहन के ताप हैं:

-1-ब्यूटेन: 2717 केजे / मोल

-सीआईएस -2-ब्यूटेन: 2710 केजे / मोल

-ट्रांस -2-ब्यूटेन: 2707 केजे / मोल

-2-मिथाइलप्रोपीन: 2700 केजे / मोल

ध्यान दें कि 2-मिथाइलप्रोपीन आइसोमर है जो कम गर्मी जारी करता है। जबकि 1-ब्यूटेन वह है जो अधिक गर्मी छोड़ता है, जो अधिक अस्थिरता में परिवर्तित होता है.

स्टीरियो और इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव

आइसोमर्स के बीच स्थिरता में यह अंतर रासायनिक संरचना से सीधे घटाया जा सकता है। एलिकेंस के अनुसार, जिस व्यक्ति के पास अधिक आर सबस्टेशन हैं, वह अपने दोहरे बंधन के अधिक स्थिरीकरण को प्राप्त करता है। इस प्रकार, 1-ब्यूटेन सबसे अस्थिर है क्योंकि यह मुश्किल से एक स्थानापन्न (-CH) है₂सीएच₃); वह है, यह मोनोसुबस्टिलेटेड (आरएचसी = सीएच) है₂).

2-ब्यूटेन के सीआईएस और ट्रांस आइसोमर्स स्टिक प्रभाव के कारण वैन डेर वाल तनाव के कारण ऊर्जा में भिन्न होते हैं। सीस आइसोमर में, दो सीएच समूह₃ दोहरे बंधन के एक ही तरफ वे एक दूसरे को पीछे हटाते हैं, जबकि ट्रांस आइसोमर में, वे एक दूसरे से काफी दूर हैं.

लेकिन, फिर 2-मिथाइलप्रोपीन सबसे स्थिर आइसोमर क्यों है? क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव में व्यवधान होता है.

इस मामले में, हालांकि यह एक अव्यवस्थित एल्केन है, दो सीएच समूह₃ वे एक ही कार्बन में हैं; एक दूसरे के संबंध में एक स्थिति में। ये समूह अपने इलेक्ट्रॉनिक बादल के भाग को स्थानांतरित करके दोहरे बंधन के कार्बन को स्थिर करते हैं (क्योंकि यह संकरण होने के कारण अपेक्षाकृत अधिक अम्लीय है)।²).

इसके अलावा, 2-ब्यूटेन में इसके दो आइसोमर्स में केवल 2 ° कार्बन होते हैं; जबकि 2-मिथाइलप्रोपीन में कार्बन 3 of अधिक से अधिक इलेक्ट्रॉनिक स्थिरता होती है.

इंटरमॉलिक्युलर फोर्स

चार आइसोमरों की स्थिरता एक तार्किक क्रम का अनुसरण करती है, लेकिन अंतर-आणविक बलों के साथ ऐसा नहीं होता है। यदि आप उनके पिघलने और उबलते बिंदुओं की तुलना करते हैं, तो आप पाएंगे कि वे एक ही आदेश का पालन नहीं करते हैं.

ट्रांस-2-ब्यूटेन से अपेक्षा की जाएगी कि वे दो अणुओं के बीच सतह से अधिक संपर्क होने के कारण उच्चतम अंतर-आणविक बलों को पेश करें, सिस-2-ब्यूटेन के विपरीत, जिसका कंकाल एक सी। खींचता है, हालांकि सिस-2-ब्यूटेन फोड़े से तापमान (3.7 (C), ट्रांस आइसोमर (0.96 )C) से.

1-ब्यूटेन और 2-मिथाइलप्रोपीन के समान उबलते बिंदुओं की उम्मीद की जाएगी क्योंकि संरचनात्मक रूप से वे बहुत समान हैं। हालांकि, ठोस अवस्था में अंतर मौलिक रूप से बदल जाता है। 1-ब्यूटेन -185.3 ButC पर पिघलता है, जबकि 2-मिथाइलप्रोपीन -140.4ºC पर.

इसके अलावा, सीआईएस-2-ब्यूटेन आइसोमर -138.9 डिग्री सेल्सियस पर पिघला देता है, 2-मिथाइलप्रोपेनोम के बहुत करीब तापमान पर जिसका मतलब हो सकता है कि ठोस में वे समान रूप से स्थिर व्यवस्था पेश करते हैं.

इन आंकड़ों से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि, सबसे स्थिर संरचनाओं को जानने के बावजूद, वे इस बात के ज्ञान में पर्याप्त रोशनी नहीं बहाते हैं कि तरल में अंतः-अणु बल कैसे संचालित होते हैं; और भी अधिक, इन आइसोमरों के ठोस चरण में.

अनुप्रयोगों

-ब्यूटेन, उनके दहन की गर्मी को देखते हुए, बस गर्मी या ईंधन के स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इस प्रकार, यह उम्मीद की जाएगी कि 1-ब्यूटेन की लौ अन्य आइसोमर्स की तुलना में अधिक गर्म हो.

-उन्हें कार्बनिक सॉल्वैंट्स के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है.

-वे गैसोलीन के ओकटाइन स्तर को बढ़ाने के लिए योजक के रूप में कार्य करते हैं.

-कार्बनिक संश्लेषण के भीतर, 1-ब्यूटेन अन्य यौगिकों जैसे ब्यूटिलीन ऑक्साइड, 2-ग्लूटेनॉल, स्यूसिनिमाइड और टेरबुटिलमेकप्टन (खाना पकाने की गैस को इसकी विशिष्ट गंध देने के लिए उपयोग किया जाता है) के उत्पादन में भाग लेता है। इसके अलावा, ब्यूटिनाइन (सीएच) ब्यूटेन आइसोमर्स से प्राप्त किया जा सकता है₂= सीएच-सीएच = सीएच₂), जिसमें से कृत्रिम रबर को संश्लेषित किया जाता है.

इन सिंथेसिस से परे, उत्पादों की विविधता इस बात पर निर्भर करेगी कि कौन से अणु दोहरे बंधन में जोड़े जाते हैं। उदाहरण के लिए, अल्काइल हलाइड्स को संश्लेषित किया जा सकता है यदि उन्हें हलोजन के साथ प्रतिक्रिया की जाती है; अल्कोहल, यदि वे एक एसिड माध्यम में पानी जोड़ते हैं; और टर्ट-ब्यूटाइल एस्टर यदि वे कम आणविक भार शराब (जैसे मेथनॉल) जोड़ते हैं.

संदर्भ

1. फ्रांसिस ए केरी। कार्बनिक रसायन कार्बोक्जिलिक अम्ल। (छठा संस्करण।, पी। 863-866)। मैक ग्रे हिल.
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