부타디엔(C4H6)은 다목적 화합물입니다. 탄성과 강도가 좋아 합성고무, 플라스틱 등 다양한 제품의 생산에 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 부타-1,3-디엔 |
| 분자식 | C4H6 |
| CAS 번호 | 106-99-0 |
| 동의어 | 디비닐, 비에틸렌, 부타-1,3-디엔, 비닐에틸렌, 에리트렌 |
| 인치 | InChI=1S/C4H6/c1-3-4-2/h3-4H,1-2H2 |
부타디엔의 성질
부타디엔 공식
부타디엔의 공식은 C4H6입니다. 그것은 4개의 탄소 원자와 6개의 수소 원자로 구성됩니다. 이 분자식은 부타디엔의 원자 배열을 나타내며 화학적 구성에 대한 통찰력을 제공합니다.
부타디엔 몰 질량
부타-1,3-디엔의 몰 질량은 구성 원소의 원자 질량을 더하여 계산할 수 있습니다. 탄소의 몰질량은 약 12.01g/mol이고, 수소의 몰질량은 약 1.01g/mol입니다. 따라서 부타-1,3-디엔의 몰 질량은 약 54.09 g/mol입니다.
부타디엔의 끓는점
부타-1,3-디엔은 다른 많은 화합물에 비해 상대적으로 끓는점이 낮습니다. 섭씨 -4.4도 또는 화씨 24.1도에서 끓습니다. 끓는점이 낮아 액체 부타-1,3-디엔을 기체 상태로 쉽게 전환할 수 있습니다.
부타디엔 융점
많은 유기 화합물과 달리 부타-1,3-디엔은 반응성이 높고 중합되는 경향이 있기 때문에 뚜렷한 녹는점이 없습니다. 대신 상온 및 대기압에서 무색의 기체로 존재합니다.
부타디엔 밀도 g/mL
부타-1,3-디엔의 밀도는 약 0.63g/mL입니다. 이 값은 부타-1,3-디엔이 밀도가 1g/mL인 물보다 밀도가 낮다는 것을 나타냅니다. 부타-1,3-디엔의 낮은 밀도는 부력과 쉽게 증기를 형성하는 능력에 기여합니다.
부타디엔 분자량
부타-1,3-디엔의 분자량은 약 54.09g/mol입니다. 이 값은 화학 구조에 존재하는 탄소 및 수소 원자의 원자 질량을 고려한 부타-1,3-디엔 분자의 평균 질량을 나타냅니다.
부타디엔의 구조
부타-1,3-디엔의 구조는 단일 결합과 이중 결합이 교대로 연결되어 있는 4개의 탄소 원자 사슬로 구성됩니다. 각 탄소 원자는 두 개의 수소 원자에도 결합되어 있습니다. 이 선형 구조는 Buta-1,3-diene의 특징적인 특성과 반응성을 제공합니다.
부타디엔의 용해도
1,3-부타디엔은 물에 잘 녹지 않지만 벤젠, 톨루엔과 같은 유기용매에는 잘 녹습니다. 물에 대한 용해도가 낮은 이유는 부타-1,3-디엔과 물 분자 사이의 극성 차이 때문입니다.
| 모습 | 무색 가스 |
| 비중 | 0.62 – 0.63 |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 가볍고 향기로운 냄새 |
| 몰 질량 | 54.09g/몰 |
| 밀도 | 0.62~0.63g/mL |
| 융합점 | -138.4°C(-217.1°F) |
| 비점 | -4.4°C(24.1°F) |
| 플래시 도트 | -76°C(-105°F) |
| 물에 대한 용해도 | 불용성 |
| 용해도 | 유기 용매(예: 벤젠, 톨루엔)에 용해됩니다. |
| 증기압 | 20°C에서 448mmHg |
| 증기 밀도 | 1.9(공기=1) |
| pKa | ~43(추정) |
| pH | 중립적 |
부타디엔의 안전성과 위험성
1,3-부타디엔은 일부 안전 위험을 초래하므로 취급 시 주의를 기울여야 합니다. 이는 가연성이며 공기와 폭발성 혼합물을 형성할 수 있습니다. 따라서 적절한 환기와 화재 예방 조치가 중요합니다. 부타-1,3-디엔에 장기간 노출되면 눈, 피부, 호흡기에 자극을 줄 수 있습니다. 또한 잠재적인 발암 물질로 간주되므로 노출을 최소화해야 합니다. 부타-1,3-디엔을 작업할 때는 장갑, 고글, 호흡기와 같은 보호 장비를 사용해야 합니다. 유출물은 즉시 봉쇄하고 청소해야 합니다. 부타-1,3-디엔의 안전한 취급 및 보관을 보장하려면 규제 기관에서 제공하는 것과 같은 안전 지침을 따르는 것이 중요합니다.
| 위험 기호 | 인화성(F), 유해성(Xn), 발암성(C) |
| 보안 설명 | 열/스파크/화염으로부터 멀리 보관하십시오. 환기가 잘 되는 곳에서 사용하세요. 장기간 노출을 피하십시오. 장갑과 보호복을 착용하여 취급하십시오. |
| UN 식별 번호 | 유엔 1010 |
| HS 코드 | 2903.14.00 |
| 위험 등급 | 2.1 – 가연성 가스 |
| 포장그룹 | GE II |
| 독성 | 잠재적인 발암 물질로 간주되며 호흡기 및 피부 자극을 유발할 수 있습니다. |
부타디엔 합성 방법
부타-1,3-디엔을 합성하는 방법에는 여러 가지가 있으며 각각 고유한 장점과 한계가 있습니다. 일반적인 방법은 나프타나 천연가스 액체와 같은 탄화수소의 증기 분해입니다.
이 공정에서는 증기가 있는 상태에서 탄화수소 공급물을 일반적으로 약 800~900°C의 고온으로 가열합니다. 이로 인해 탄소-탄소 결합이 끊어지고 부타-1,3-디엔이 형성됩니다.
또 다른 방법은 부텐 또는 부탄의 촉매 탈수소화를 포함합니다. 금속 산화물 또는 지지 금속과 같은 특정 촉매를 사용하는 이 반응은 출발 물질에서 수소 원자를 선택적으로 제거하여 부타-1,3-디엔을 생성합니다.
아세틸렌 의 촉매 이량체화는 또한 부타-1,3-디엔을 생성합니다. 이 공정에는 일반적으로 구리와 같은 금속 촉매가 있는 상태에서 두 분자의 아세틸렌이 반응하여 부타-1,3-디엔을 형성하는 과정이 포함됩니다.
알루미나 또는 제올라이트와 같은 촉매는 고온에서 에탄올 의 탈수를 촉진합니다. 이 과정은 부타-1,3-디엔을 활발하게 형성합니다.
또한 일부 공장에서는 나프타 또는 경유 분해 공정을 통해 에틸렌 생산의 부산물로 부타-1,3-디엔을 생산합니다. 이 방법은 분해 반응을 활용하여 부타-1,3-디엔을 포함한 올레핀 혼합물을 생성합니다.
이러한 합성 방법은 고무, 플라스틱, 합성 섬유 제조와 같은 산업에서 이 중요한 화학 물질에 대한 수요를 충족할 수 있는 다양한 경로를 제공하여 부타-1,3-디엔 생산에 중요한 역할을 합니다. .
부타디엔의 용도
부타-1,3-디엔은 다양한 특성으로 인해 광범위한 산업 분야에 적용됩니다. Buta-1,3-diene의 주요 용도는 다음과 같습니다.
- 합성고무: 스티렌-부타-1,3-디엔 고무(SBR), 폴리부타-1,3-디엔 고무(PBR) 등 합성고무 생산에는 주로 1,3-부타디엔 고무가 사용됩니다. 이 고무는 뛰어난 탄성, 복원력 및 내마모성을 제공하므로 타이어, 자동차 부품, 컨베이어 벨트 및 신발에 이상적입니다.
- 플라스틱: 1,3-부타디엔은 아크릴로니트릴-부타-1,3-디엔-스티렌(ABS) 및 스티렌-부타-1,3-디엔(SB) 플라스틱을 비롯한 다양한 플라스틱 제조에 필수적인 단량체입니다. . 이 플라스틱은 향상된 내충격성, 내열성 및 치수 안정성을 특징으로 하여 소비재, 가전제품 및 자동차 부품 분야에 유용하게 사용됩니다.
- 접착제: 1,3-부타디엔 기반 폴리머의 강력한 접착력으로 인해 접착제 제제의 중요한 구성 요소가 됩니다. 이 제품은 광범위한 기판에 접착력을 제공하므로 건축, 목공, 포장과 같은 산업 분야의 접착 용도에 유용합니다.
- 코팅제: 1,3-부타디엔은 향상된 내구성, 유연성 및 접착 특성을 갖춘 코팅제 및 페인트 생산에 기여합니다. 에폭시 및 알키드 수지와 같은 수지는 합성에 사용되며 금속, 콘크리트 및 기타 표면 보호 코팅의 필수 구성 요소를 구성합니다.
- 직물 및 섬유: 아크릴로니트릴-부타-1,3-디엔(AB) 섬유와 같은 합성 섬유 생산에는 부타-1,3-디엔이 사용됩니다. 이 섬유는 강도가 높고 치수 안정성이 우수하며 화학물질에 대한 저항성이 있어 직물, 카펫 및 산업용 직물에 적합합니다.
- 연료 첨가제: 부타-1,3-디엔은 휘발유 생산에 사용되는 연료 첨가제로서 휘발유의 옥탄가를 향상시킵니다. 이는 가솔린의 연소 특성을 향상시켜 엔진 성능을 향상시키고 배기가스 배출을 줄입니다.
이러한 응용 분야는 다양한 산업 분야에서 부타-1,3-디엔의 광범위한 유용성을 강조하며 우리가 일상 생활에서 접하는 다양한 제품 개발에 기여합니다.
질문:
Q: 부타디엔이란 무엇입니까?
답변: 부타-1,3-디엔은 분자식 C4H6을 갖는 화합물로, 4개의 탄소 원자와 2개의 이중 결합으로 구성된 사슬입니다.
Q: 1,3-부타디엔이 같은 양의 HCl과 반응할 때 주요 생성물의 IUPAC 이름은 무엇입니까?
A: IUPAC 명명법에 따르면 주요 제품은 3-클로로부트-1-엔입니다.
Q: 1,3-부타디엔 분자에는 H 원자가 몇 개 포함되어 있나요?
A: 부타-1,3-디엔에는 총 6개의 수소(H) 원자가 포함되어 있습니다.
Q: 1,3-부타디엔의 s-cis와 s-trans 형태 사이에는 어떤 관계가 있나요?
A: 1,3-부타디엔의 s-cis 및 s-trans 형태는 기하학적 이성질체로, 이중 결합 주변의 치환기 배열이 다릅니다.
Q: 1,3-부타디엔의 ψ3 MO에 있는 총 노드 수는 몇 개입니까?
A: 1,3-부타디엔의 ψ3 분자 궤도에는 총 3개의 노드가 포함되어 있습니다.
Q: 부타디엔에는 몇 개의 OM 결합이 있습니까?
A: 부타디엔에는 원자 궤도가 겹쳐서 형성된 3개의 결합 분자 궤도(MO)가 있습니다.
Q: 부타디엔의 예상 흡수는 어느 정도입니까?
A: 부타디엔은 공액계로 인해 약 190~200nm 범위의 자외선(UV) 빛을 흡수할 것으로 예상됩니다.