Butadiene (C4H6) adalah senyawa kimia serbaguna. Ini digunakan dalam produksi karet sintetis, plastik dan berbagai produk lainnya karena elastisitas dan kekuatannya.
| Nama IUPAC | buta-1,3-diena |
| Formula molekul | C4H6 |
| nomor CAS | 106-99-0 |
| Sinonim | Divinil, bietilen, buta-1,3-diena, vinil etilen, eritrin |
| Di ChI | InChI=1S/C4H6/c1-3-4-2/h3-4H,1-2H2 |
Sifat butadiena
Rumus butadiena
Rumus butadiena adalah C4H6. Itu terdiri dari empat atom karbon dan enam atom hidrogen. Rumus molekul ini mewakili susunan atom dalam butadiena dan memberikan wawasan tentang komposisi kimianya.
Massa Molar Butadiena
Massa molar Buta-1,3-diena dapat dihitung dengan menjumlahkan massa atom unsur penyusunnya. Karbon memiliki massa molar sekitar 12,01 g/mol dan hidrogen memiliki massa molar sekitar 1,01 g/mol. Oleh karena itu, massa molar Buta-1,3-diena kira-kira 54,09 g/mol.
Titik didih butadiena
Buta-1,3-diena memiliki titik didih yang relatif rendah dibandingkan senyawa lainnya. Mendidih pada suhu sekitar -4,4 derajat Celcius atau 24,1 derajat Fahrenheit. Titik didih rendah ini memudahkan konversi Buta-1,3-diena cair menjadi gas.
Titik Leleh Butadiena
Tidak seperti kebanyakan senyawa organik, Buta-1,3-diena tidak memiliki titik leleh yang jelas karena sifatnya yang sangat reaktif dan kecenderungannya untuk berpolimerisasi. Sebaliknya, ia ada sebagai gas tidak berwarna pada suhu kamar dan tekanan atmosfer.
Massa jenis butadiena g/mL
Kepadatan Buta-1,3-diena sekitar 0,63 g/mL. Nilai tersebut menunjukkan bahwa Buta-1,3-diene memiliki massa jenis yang lebih kecil dibandingkan air yang memiliki massa jenis 1 g/mL. Kepadatan rendah Buta-1,3-diene berkontribusi terhadap daya apung dan kemampuannya untuk dengan mudah membentuk uap.
Berat Molekul Butadiena
Berat molekul Buta-1,3-diena adalah sekitar 54,09 g/mol. Nilai ini mewakili massa rata-rata molekul Buta-1,3-diena, dengan mempertimbangkan massa atom atom karbon dan hidrogen yang ada dalam struktur kimianya.
Struktur butadiena
Struktur Buta-1,3-diena terdiri dari rantai empat atom karbon yang dihubungkan oleh ikatan tunggal dan rangkap bergantian. Setiap atom karbon juga terikat pada dua atom hidrogen. Struktur linier ini memberikan sifat karakteristik dan reaktivitas Buta-1,3-diena.
Kelarutan butadiena
1,3-butadiena sulit larut dalam air tetapi mudah larut dalam pelarut organik seperti benzena dan toluena. Kelarutannya yang rendah dalam air disebabkan oleh perbedaan polaritas antara molekul Buta-1,3-diena dan air.
| Penampilan | Gas tidak berwarna |
| Berat jenis | 0,62 – 0,63 |
| Warna | Tanpa warna |
| Bau | Bau ringan dan aromatik |
| Masa molar | 54,09 g/mol |
| Kepadatan | 0,62 – 0,63 gram/mL |
| Titik fusi | -138,4°C (-217,1°F) |
| Titik didih | -4,4°C (24,1°F) |
| Titik kilat | -76°C (-105°F) |
| Kelarutan dalam air | Tidak larut |
| Kelarutan | Larut dalam pelarut organik (misalnya benzena, toluena) |
| Tekanan uap | 448 mmHg pada 20°C |
| Kepadatan uap | 1.9 (Udara = 1) |
| pKa | ~43 (perkiraan) |
| pH | Netral |
Keamanan dan bahaya butadiena
1,3-Butadiena menimbulkan beberapa risiko keamanan dan kehati-hatian harus dilakukan saat menanganinya. Bahan ini mudah terbakar dan dapat membentuk campuran yang mudah meledak dengan udara. Oleh karena itu, ventilasi yang memadai dan tindakan pencegahan kebakaran sangat penting. Paparan Buta-1,3-diene dalam waktu lama dapat menyebabkan iritasi pada mata, kulit, dan sistem pernapasan. Ini juga dianggap berpotensi karsinogen dan paparannya harus diminimalkan. Peralatan pelindung seperti sarung tangan, kacamata dan respirator harus digunakan saat bekerja dengan Buta-1,3-diene. Tumpahan harus dibendung dan segera dibersihkan. Penting untuk mengikuti pedoman keselamatan, seperti yang disediakan oleh badan pengatur, untuk memastikan penanganan dan penyimpanan Buta-1,3-diena yang aman.
| Simbol bahaya | Mudah terbakar (F), Berbahaya (Xn), Karsinogenik (C) |
| Deskripsi Keamanan | Jauhkan dari panas/percikan/api terbuka. Gunakan di area berventilasi baik. Hindari paparan yang terlalu lama. Tangani dengan sarung tangan dan pakaian pelindung. |
| Nomor identifikasi PBB | PBB 1010 |
| kode HS | 2903.14.00 |
| Kelas bahaya | 2.1 – Gas yang mudah terbakar |
| Kelompok pengepakan | GE II |
| Toksisitas | Dianggap sebagai karsinogen potensial dan dapat menyebabkan iritasi pernafasan dan kulit. |
Metode sintesis butadiena
Ada beberapa metode untuk mensintesis Buta-1,3-diena, masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasannya sendiri. Metode yang umum dilakukan adalah perengkahan uap hidrokarbon, seperti nafta atau cairan gas alam.
Dalam proses ini, proses memanaskan umpan hidrokarbon hingga suhu tinggi, biasanya sekitar 800 hingga 900°C, dengan adanya uap. Hal ini menyebabkan putusnya ikatan karbon-karbon dan terbentuknya Buta-1,3-diena.
Metode lain melibatkan dehidrogenasi katalitik butena atau butana. Dengan menggunakan katalis spesifik, seperti oksida logam atau logam pendukung, reaksi ini secara selektif menghilangkan atom hidrogen dari bahan awal, sehingga menghasilkan produksi Buta-1,3-diena.
Dimerisasi katalitik asetilena juga menghasilkan Buta-1,3-diena. Proses ini melibatkan reaksi dua molekul asetilena untuk membentuk Buta-1,3-diena, biasanya dengan adanya katalis logam seperti tembaga.
Katalis seperti alumina atau zeolit memfasilitasi dehidrasi etanol pada suhu tinggi. Proses ini secara aktif membentuk Buta-1,3-diena.
Selain itu, beberapa pabrik memproduksi buta-1,3-diena sebagai produk sampingan produksi etilen melalui proses perengkahan nafta atau minyak gas. Metode ini memanfaatkan reaksi perengkahan untuk menghasilkan campuran olefin, termasuk Buta-1,3-diena.
Metode sintesis ini memainkan peran penting dalam produksi Buta-1,3-diena, menyediakan beragam jalur untuk memenuhi permintaan bahan kimia penting ini dalam industri seperti karet, plastik, dan manufaktur serat sintetis. .
Kegunaan Butadiena
Buta-1,3-diene dapat diterapkan di berbagai industri karena sifatnya yang serbaguna. Berikut adalah beberapa kegunaan utama Buta-1,3-diene:
- Karet sintetis: Produksi karet sintetis, seperti karet stirena-buta-1,3-diena (SBR) dan karet poliButa-1,3-diena (PBR), terutama menggunakan karet 1,3-buta-diena. Karet ini memberikan elastisitas, ketahanan, dan ketahanan abrasi yang sangat baik, menjadikannya ideal untuk ban, komponen otomotif, ban berjalan, dan alas kaki.
- Plastik: 1,3-buta-diena adalah monomer penting untuk pembuatan berbagai plastik, termasuk plastik akrilonitril-buta-1,3-diena-stirena (ABS) dan stirena-buta-1,3-diena (SB)) . Plastik ini memiliki fitur ketahanan benturan, ketahanan panas, dan stabilitas dimensi yang lebih baik, menjadikannya berharga untuk aplikasi pada barang konsumsi, peralatan, dan suku cadang otomotif.
- Perekat: Kemampuan ikatan yang kuat dari polimer berbasis 1,3-butadiena menjadikannya komponen berharga dalam formulasi perekat. Bahan ini memberikan daya rekat pada berbagai macam substrat, sehingga berguna untuk aplikasi pengikatan di industri seperti konstruksi, pengerjaan kayu, dan pengemasan.
- Pelapis: 1,3-Butadiena berkontribusi pada produksi pelapis dan cat dengan peningkatan daya tahan, fleksibilitas, dan sifat adhesi. Resin, seperti resin epoksi dan alkid, menggunakannya dalam sintesisnya, merupakan komponen penting lapisan pelindung untuk logam, beton, dan permukaan lainnya.
- Tekstil dan serat: Produksi serat sintetis, seperti serat akrilonitril-Buta-1,3-diena (AB), menggunakan Buta-1,3-diena. Serat ini memiliki kekuatan tinggi, stabilitas dimensi yang baik, dan ketahanan terhadap bahan kimia, sehingga cocok untuk tekstil, karpet, dan kain industri.
- Aditif Bahan Bakar: Buta-1,3-diene meningkatkan nilai oktan bensin sebagai bahan tambahan bahan bakar yang digunakan dalam produksinya. Ini meningkatkan sifat pembakaran bensin, sehingga meningkatkan kinerja mesin dan mengurangi emisi.
Aplikasi ini menyoroti kegunaan Buta-1,3-diene yang luas di berbagai industri, berkontribusi pada pengembangan berbagai produk yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari.
Pertanyaan:
T: Apa itu butadiena?
A: Buta-1,3-diene adalah senyawa kimia dengan rumus molekul C4H6, terdiri dari rantai empat atom karbon dan dua ikatan rangkap.
Q: Apa nama IUPAC untuk produk utama jika 1,3-butadiena bereaksi dengan HCl dalam jumlah yang sama?
J: Produk utama, menurut tata nama IUPAC, adalah 3-klorobut-1-ena.
Q: Molekul 1,3-butadiena mengandung berapa atom H?
J: Buta-1,3-diena mengandung total enam atom hidrogen (H).
T: Apa hubungan antara bentuk s-cis dan s-trans dari 1,3-butadiena?
J: Bentuk s-cis dan s-trans dari 1,3-butadiena adalah isomer geometri, berbeda dalam susunan substituen di sekitar ikatan rangkap.
Q: Berapa jumlah total node dalam ψ3 MO dari 1,3-butadiena?
A: Orbital molekul ψ3 dari 1,3-butadiena mengandung total tiga titik simpul.
T: Butadiena mempunyai berapa banyak ikatan OM?
J: Butadiena memiliki tiga orbital molekul ikatan (MO) yang terbentuk dari orbital atom yang tumpang tindih.
T: Berapa penyerapan butadiena yang diharapkan?
J: Butadiena diperkirakan dapat menyerap sinar ultraviolet (UV) dalam kisaran sekitar 190 hingga 200 nm karena sistem terkonjugasinya.