Isoprena (C5H8) adalah senyawa organik alami yang digunakan dalam produksi karet, plastik dan bahan lainnya. Ini memainkan peran penting dalam pembentukan ozon dan polusi udara.
| Nama IUPAC | 2-metilbuta-1,3-diena |
| Formula molekul | C₅H₈ |
| nomor CAS | 78-79-5 |
| Sinonim | Isoprena, 2-metil-1,3-butadiena, β-isoprena |
| Di ChI | InChI=1S/C₅H₈/c1-4-5(2)3/h4H,1-2H3 |
Sifat isoprena
rumus isoprena
Rumus isoprena adalah C₅H₈. Itu terdiri dari lima atom karbon dan delapan atom hidrogen. Struktur molekul isoprena dicirikan oleh rantai bercabang dengan ikatan rangkap antara atom karbon kedua dan ketiga.
Massa molar isoprena
Massa molar 2-metil-1,3-butadiena dapat dihitung dengan menjumlahkan massa atom unsur penyusunnya. Karbon memiliki massa molar 12,01 g/mol, sedangkan hidrogen memiliki massa molar 1,01 g/mol. Jadi, massa molar 2-metil-1,3-butadiena kira-kira 68,12 g/mol.
Titik didih isoprena
Isoprena memiliki titik didih sekitar 34°C (93°F). Titik didih yang relatif rendah ini membuatnya mudah menguap dan mudah menguap pada suhu kamar.
Titik leleh isoprena
Titik leleh 2-metil-1,3-butadiena kira-kira -145°C (-229°F). Pada suhu ini, 2-metil-1,3-butadiena berubah dari padat menjadi cair.
Kepadatan isoprena g/mL
Massa jenis 2-metil-1,3-butadiena kira-kira 0,69 g/mL. Nilai ini mewakili massa 2-metil-1,3-butadiena per satuan volume dan dipengaruhi oleh berat molekul dan susunan strukturnya.
Berat Molekul Isoprena
Berat molekul 2-metil-1,3-butadiena ditentukan dengan menjumlahkan berat atom atom penyusunnya. Dengan rumus C₅H₈, berat molekul 2-metil-1,3-butadiena kira-kira 68,12 g/mol.
Struktur isoprena
Struktur 2-metil-1,3-butadiena dicirikan oleh rantai bercabang lima atom karbon. Ini mengandung ikatan rangkap antara atom karbon kedua dan ketiga. Struktur ini memberikan fleksibilitas dan reaktivitas terhadap 2-metil-1,3-butadiena, menjadikannya elemen kunci dalam sintesis berbagai senyawa.
Kelarutan isoprena
Isoprena sulit larut dalam air tetapi mudah larut dalam pelarut organik seperti etanol dan aseton. Karakteristik kelarutannya disebabkan oleh sifat nonpolar dari struktur molekulnya.
Catatan ini memberikan gambaran umum tentang sifat-sifat utama 2-metil-1,3-butadiena, termasuk rumusnya, massa molar, titik didih, titik leleh, densitas, berat molekul, struktur dan kelarutan. Memahami sifat-sifat ini penting untuk mempelajari dan menggunakan 2-metil-1,3-butadiena dalam berbagai aplikasi industri.
| Penampilan | Cairan tidak berwarna |
| Berat jenis | 0,68 – 0,70 gram/mL |
| Warna | Tanpa warna |
| Bau | Manis, pedas |
| Masa molar | 68,12 g/mol |
| Kepadatan | 0,68 – 0,70 gram/mL |
| Titik fusi | -145°C (-229°F) |
| Titik didih | 34°C (93°F) |
| Titik kilat | -40°C (-40°F) |
| Kelarutan dalam air | Sulit larut |
| Kelarutan | Larut dalam pelarut organik |
| Tekanan uap | 290 mmHg pada 25°C |
| Kepadatan uap | 2,49 (udara = 1) |
| pKa | ~40 |
| pH | Netral |
Keamanan dan bahaya isoprena
Isoprena atau 2-metil-1,3-butadiena menimbulkan risiko keamanan tertentu yang perlu dipertimbangkan. Bahan ini sangat mudah terbakar dan dapat membentuk campuran uap-udara yang mudah meledak. Oleh karena itu, bahan ini harus ditangani dengan hati-hati di dekat api terbuka atau sumber panas. Paparan isoprena dapat menyebabkan iritasi kulit dan mata. Kontak yang berkepanjangan atau berulang-ulang dapat menyebabkan dermatitis. Menghirup uap 2-metil-1,3-butadiena dapat menyebabkan iritasi pernafasan, pusing dan sakit kepala. Penting untuk menggunakan ventilasi yang memadai dan alat pelindung diri saat bekerja dengan 2-metil-1,3-butadiena. Jika tertelan, perhatian medis segera diperlukan. Dianjurkan untuk menyimpan 2-metil-1,3-butadiena di tempat sejuk, berventilasi baik, jauh dari sumber api.
| Simbol bahaya | Mudah terbakar (F), Iritan (Xi) |
| Deskripsi Keamanan | Jauhkan dari panas/percikan api/api terbuka/permukaan panas. Hindari menghirup debu/asap/gas/kabut/uap/semprotan. Kenakan sarung tangan pelindung/pelindung mata/pelindung wajah. Simpan di tempat yang berventilasi baik. |
| Nomor identifikasi PBB | PBB 1214 |
| kode HS | 2902.41.00 |
| Kelas bahaya | Kelas 3 (Cairan mudah terbakar) |
| Kelompok pengepakan | GE II |
| Toksisitas | Dapat menyebabkan iritasi kulit dan mata. Berbahaya jika tertelan. |
Metode sintesis isoprena
Berbagai metode dapat mensintesis 2-metil-1,3-butadiena. Metode yang umum dilakukan adalah dengan memecahkan bahan baku berbahan dasar minyak bumi, seperti nafta atau gas ringan, dengan menggunakan katalis secara termal. Proses ini menghasilkan campuran senyawa, termasuk 2-metil-1,3-butadiena, yang dapat kita pisahkan dan murnikan.
Metode lain adalah dengan mendehidrogenasi isopentana atau isobutana secara katalitik. Dalam kondisi terkendali dan dengan bantuan katalis, hidrokarbon ini mengalami reaksi dehidrogenasi yang menghasilkan produksi 2-metil-1,3-butadiena.
Kita juga dapat memperoleh 2-metil-1,3-butadiena dari sumber terbarukan melalui jalur biologis. Dengan memodifikasi mikroorganisme secara genetik seperti bakteri dan ragi, kami memungkinkan mereka menghasilkan 2-metil-1,3-butadiena melalui jalur metabolisme. Pendekatan ini menawarkan alternatif yang berkelanjutan dan ramah lingkungan terhadap metode sintesis tradisional.
Selain itu, pirolisis biomassa, suatu proses termokimia, dapat menghasilkan 2-metil-1,3-butadiena serta bahan kimia berharga lainnya. Memaparkan bahan biomassa pada suhu tinggi tanpa adanya oksigen akan memecah senyawa organik kompleks dalam biomassa, melepaskan 2-metil-1,3-butadiena sebagai salah satu produk yang dihasilkan.
Secara keseluruhan, sintesis 2-metil-1,3-butadiena mencakup berbagai metode, termasuk perengkahan termal, dehidrogenasi katalitik, jalur biologis, dan pirolisis biomassa. Berbagai pendekatan ini berkontribusi terhadap ketersediaan 2-metil-1,3-butadiena untuk berbagai aplikasi industri dengan tetap mempertimbangkan aspek lingkungan dan keberlanjutan.
Kegunaan isoprena
Isoprena memainkan peran penting dalam berbagai industri karena sifat unik dan reaktivitasnya. Ia menemukan banyak penerapan di bidang berikut:
- Produksi Karet: Produsen menggunakan 2-metil-1,3-butadiena sebagai monomer penting untuk memproduksi karet sintetis, termasuk poli2-metil-1,3-butadiena dan karet stirena-butadiena (SBR). Mereka menggunakan karet ini untuk membuat ban, ban berjalan, pipa, dan berbagai produk karet cetakan.
- Produksi polimer: Isoprena berfungsi sebagai elemen dasar dalam produksi berbagai resin polimer dan elastomer. Industri menggunakannya untuk mensintesis elastomer termoplastik, perekat, pelapis dan sealant.
- Bahan Antara Kimia: Isoprena terbukti serbaguna sebagai zat antara kimia dalam produksi berbagai macam bahan kimia. Ini memfasilitasi sintesis obat-obatan, wewangian, perasa, antioksidan dan bahan kimia khusus lainnya.
- Pembentukan ozon: Isoprena berkontribusi signifikan terhadap kimia atmosfer dengan bereaksi dengan nitrogen oksida (NOx) dan sinar matahari untuk membentuk ozon. Proses ini mempengaruhi kualitas udara dan berkontribusi terhadap pembentukan kabut asap.
- Aditif Bahan Bakar: Industri menggunakan 2-metil-1,3-butadiena sebagai aditif bahan bakar untuk meningkatkan efisiensi pembakaran dan karakteristik kinerja bensin. Ini meningkatkan nilai oktan dan mengurangi ketukan mesin.
- Penelitian dan pengembangan: Isoprena memainkan peran penting dalam penelitian dan pengembangan, khususnya di bidang kimia, ilmu material dan ilmu lingkungan. Para peneliti menggunakannya secara luas sebagai alat yang berharga untuk mempelajari reaksi baru, mengembangkan bahan inovatif, dan mempelajari kimia atmosfer.
Beragamnya aplikasi 2-metil-1,3-butadiena menyoroti pentingnya 2-metil-1,3-butadiena dalam berbagai industri, mulai dari manufaktur karet hingga sintesis kimia, dan juga berperan dalam penelitian lingkungan dan ilmiah.
Pertanyaan:
T: Apa aturan isoprena?
J: Aturan 2-metil-1,3-butadiena menyatakan bahwa banyak senyawa alami dapat diturunkan dari 2-metil-1,3-butadiena, yang terdiri dari lima atom karbon dan memiliki struktur bercabang.
T: Berapa banyak unit isoprena dalam alfa-ylangen?
A: Alfa-ylangen mengandung tiga unit 2-metil-1,3-butadiena karena ia memiliki rantai lurus yang terdiri dari 15 atom karbon yang berasal dari tiga bahan penyusun 2-metil-1,3-butadiena.
Q: Berapa banyak unit isoprena yang digunakan untuk mensintesis molekul kolesterol?
A: Sintesis molekul kolesterol memerlukan 18 unit 2-metil-1,3-butadiena, yang digabungkan dan dimodifikasi melalui serangkaian reaksi enzimatik.
T: Berapa unit isoprena dalam kolesterol?
J: Kolesterol mengandung empat cincin yang menyatu dan terdiri dari 30 unit 2-metil-1,3-butadiena.
T: Bagaimana cara mengidentifikasi unit isoprena?
A: Unit 2-Metil-1,3-butadiena dapat dikenali dari karakteristik strukturnya, terdiri dari rantai bercabang lima atom karbon dengan ikatan rangkap antara atom karbon kedua dan ketiga.
Q: Bagaimana kedudukan gugus mentil pada isoprena?
A: Gugus mentil biasanya terletak pada atom karbon keempat dari unit 2-metil-1,3-butadiena.
Q: Apakah cincin karbon 4 terbuat dari isoprena?
J: Tidak, cincin 4 karbon bukanlah 2-metil-1,3-butadiena. 2-Metil-1,3-butadiena mengacu pada unit lima karbon spesifik dengan struktur bercabang dan ikatan rangkap.
Q: Berapa banyak unit isoprena dalam squalene?
A: Squalene, suatu triterpen, terdiri dari enam unit 2-metil-1,3-butadiena, menghasilkan molekul dengan 30 atom karbon.