1-Buteen (C4H8) is een kleurloos gas met een lichte zoete geur. Het wordt gebruikt bij de productie van polyethyleen en als grondstof voor andere chemicaliën.
| IUPAC-naam | Mais-1-ène |
| Moleculaire formule | C4H8 |
| CAS-nummer | 106-98-9 |
| Synoniemen | Butyleen, Ethyleen, Vinylmethyleen |
| InChi | 1S/C4H8/c1-3-4-2/h3-4H,1-2H3 |
Eigenschappen van 1-buteen
Formule 1-Buteen
De chemische formule voor 1-buteen is C4H8, wat het aantal en de soorten atomen weergeeft die in het molecuul aanwezig zijn. De formule geeft aan dat 1-buteen vier koolstofatomen en acht waterstofatomen bevat. De formule voor 1-buteen is nuttig voor het bepalen van het molecuulgewicht en het berekenen van de reactiviteit ervan bij chemische reacties.
1-Buteen molaire massa
1-Buteen, ook bekend als But-1-een, heeft een molaire massa van 56,11 g/mol. Molaire massa verwijst naar de massa van één mol van een stof en wordt berekend door de atoommassa’s van elk atoom in een molecuul op te tellen. In het geval van but-1-een bevat het molecuul vier koolstofatomen en acht waterstofatomen, elk met hun respectieve atoommassa.
Kookpunt van 1-buteen
But-1-een heeft een kookpunt van -6,3°C of 20,7°F. Kookpunt verwijst naar de temperatuur waarbij een vloeistof bij een vaste druk in een gas verandert. Omdat but-1-een bij kamertemperatuur een gas is, heeft het een laag kookpunt nodig om zijn gasvormige toestand te behouden. Het kookpunt van but-1-een wordt beïnvloed door factoren zoals druk en de aanwezigheid van andere chemicaliën.
1-Buteen smeltpunt
But-1-een heeft een smeltpunt van -185,4°C of -301,7°F. Smeltpunt verwijst naar de temperatuur waarbij een vaste stof bij een vaste druk in een vloeistof verandert. Omdat but-1-een bij kamertemperatuur een gas is, bestaat het niet in vaste toestand. Het smeltpunt van but-1-een blijft echter een nuttige parameter voor het bepalen van de fysische en chemische eigenschappen ervan.
Dichtheid van 1-buteen g/ml
But-1-een heeft een dichtheid van 0,573 g/ml bij kamertemperatuur. Dichtheid verwijst naar de hoeveelheid massa per volume-eenheid van een stof. De dichtheid van but-1-een is lager dan die van water, dat een dichtheid heeft van 1 g/ml, wat aangeeft dat but-1-een een lagere dichtheid heeft dan water. De dichtheid van but-1-een wordt beïnvloed door factoren zoals temperatuur en druk.
Molecuulgewicht 1-buteen
But-1-een heeft een molecuulgewicht van 56,11 g/mol. Het molecuulgewicht is de som van de atoomgewichten van alle atomen in een molecuul. Het molecuulgewicht van but-1-een is een belangrijke factor bij het bepalen van de fysische en chemische eigenschappen ervan, evenals het gedrag ervan bij chemische reacties.
1-buteenstructuur
But-1-een heeft een lineaire structuur, waarbij vier koolstofatomen in een rechte keten aan elkaar zijn gebonden en elk koolstofatoom is gebonden aan twee waterstofatomen. De molecuulformule voor but-1-een is C4H8 en behoort tot de groep koolwaterstoffen die alkenen worden genoemd. De dubbele binding tussen het eerste en tweede koolstofatoom van het molecuul is verantwoordelijk voor de reactiviteit ervan in chemische reacties.
| Verschijning | Kleurloos gas |
| Soortelijk gewicht | 0,573 |
| Kleur | Kleurloos |
| Geur | Lichte zoete geur |
| Molaire massa | 56,11 g/mol |
| Dikte | 0,573 g/ml bij kamertemperatuur |
| Fusie punt | -185,4°C of -301,7°F |
| Kookpunt | -6,3°C of 20,7°F |
| Flitspunt | -70°C (-94°F) |
| oplosbaarheid in water | Onoplosbaar |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in organische oplosmiddelen |
| Dampdruk | 278,4 kPa bij 20°C |
| Dampdichtheid | 2,98 (lucht = 1) |
| pKa | 45.1 |
| pH | Neutrale |
Veiligheid en gevaren van 1-buteen
But-1-een is een brandbaar gas en kan met lucht explosieve mengsels vormen. Het is ook irriterend voor de ogen, de huid en de luchtwegen. Blootstelling aan hoge concentraties but-1-een kan duizeligheid, misselijkheid en hoofdpijn veroorzaken. Daarom moeten geschikte ventilatie- en beschermende uitrusting worden gebruikt bij het hanteren van but-1-een. Het is belangrijk om but-1-een op te slaan en te hanteren uit de buurt van ontstekingsbronnen en onverenigbare materialen. In geval van lekkage of morsen moet het gebied onmiddellijk worden geëvacueerd en moeten de noodmaatregelen worden gevolgd. Bovendien moeten de juiste verwijderingsmethoden worden gebruikt om milieuverontreiniging te voorkomen.
| Gevarensymbolen | F+ (licht ontvlambaar) |
| Beveiligingsbeschrijving | Verwijderd houden van ontstekingsbronnen. Alleen gebruiken in goed geventileerde ruimtes. Draag beschermende uitrusting. |
| VN-identificatienummers | VN 1012 |
| HS-code | 290110 |
| Gevarenklasse | 2.1 (ontvlambaar gas) |
| Verpakkingsgroep | Groep II |
| Toxiciteit | Inademing van hoge concentraties kan depressie van het centrale zenuwstelsel veroorzaken. |
Methoden voor de synthese van 1-buteen
Er zijn verschillende methoden om but-1-een te synthetiseren, waaronder het katalytisch kraken van ruwe oliefracties of dehydratatie van butanol.
Een gebruikelijke methode is de katalytische dehydrogenering van butenen, waarbij waterstofatomen uit butenen worden verwijderd om buteen-1 te vormen. Verschillende katalysatoren, zoals chroom-aluminiumoxide, koperchromiet of platina, kunnen dit proces uitvoeren.
Een andere methode omvat de selectieve dimerisatie van ethyleen, gevolgd door dehydratatie van de resulterende butenen om but-1-een te vormen. Zeolietkatalysatoren, zoals ZSM-5 of SAPO-11, kunnen dit proces implementeren.
Een wolfraam-carbeencomplex kan de metathesereactie tussen propyleen en ethyleen katalyseren om but-1-een te produceren. Deze methode is interessant omdat deze het mogelijk maakt but-1-een te produceren uit hernieuwbare bronnen, zoals ethyleen van biologische oorsprong.
Gebruik van 1-buteen
But-1-een is een veelzijdige chemische verbinding die een breed scala aan industriële en commerciële toepassingen vindt. Enkele veel voorkomende toepassingen van but-1-een zijn onder meer:
- Productie van polyethyleen: gebruikt als comonomeer bij de productie van polyethyleen met hoge dichtheid en lineair polyethyleen met lage dichtheid. De toevoeging van 1-buteen helpt de mechanische en thermische eigenschappen van het polymeer te verbeteren.
- Chemische tussenproducten: Gebruikt als chemisch tussenproduct bij de productie van verschillende chemicaliën, zoals butadieen, butenen, butyraldehyde en butanol.
- Brandstof en brandstofadditieven: Wordt gebruikt als brandstof of brandstofadditief vanwege het hoge octaangetal en de schone verbrandingseigenschappen.
- Koelmiddelen: Wordt gebruikt als koelmiddel vanwege het lage kookpunt en de onbrandbare aard ervan.
- Kleefstoffen: Gebruikt bij de productie van smeltlijmen. Deze worden veel gebruikt in de verpakkingsindustrie.
- Rubber en kunststoffen: Gebruikt als grondstof voor de productie van synthetisch rubber en kunststoffen, zoals polybuteen.
- Smeermiddelen: Gebruikt als smeermiddeladditief om de smerende en antislijtage-eigenschappen van smeermiddelen te verbeteren.
- Farmaceutische industrie: Gebruikt als grondstof bij de synthese van verschillende farmaceutische producten.
Vragen:
Vraag: Waarom zou het moeilijk kunnen zijn om de scheiding van cis- en trans-2-buteen door TLC te visualiseren?
A: Het kan moeilijk zijn om de scheiding van cis- en trans-2-buteen door middel van TLC in beeld te brengen, omdat deze isomeren zeer vergelijkbare fysische en chemische eigenschappen hebben. Dit kan resulteren in overlappende vlekken op de TLC-plaat, waardoor het moeilijk wordt om onderscheid te maken tussen de twee isomeren.
Vraag: Wat is de molaire massa van 1-buteen als 5,38 x 1016 moleculen 1-buteen 5,00 μg wegen?
A: De molaire massa van but-1-een kan worden berekend met behulp van het gegeven aantal moleculen en het gewicht van het monster. De molaire massa van but-1-een is 56,11 g/mol.
Vraag: Het is jouw taak om 2-broombutaan met de hoogste opbrengst om te zetten in 1-buteen. Welke reagentia zou u gebruiken?
A: Een mogelijke methode om 2-broombutaan om te zetten in but-1-een is het uitvoeren van een E2-eliminatiereactie met behulp van een sterke base, zoals kalium-tert-butoxide (KOtBu), in een polair aprotisch oplosmiddel, zoals dimethylsulfoxide (DMSO). ). goudtetrahydrofuraan (THF).
Vraag: Hoe maak je 1-buteen?
A: But-1-een kan op verschillende manieren worden vervaardigd, zoals katalytische dehydrogenering van butenen, selectieve dimerisatie van ethyleen gevolgd door dehydratatie, of de metathesereactie tussen propyleen en ethyleen. Bij deze methoden zijn verschillende katalysatoren en reactieomstandigheden betrokken, en er moet speciale aandacht worden besteed aan het garanderen van een hoge opbrengst en zuiverheid van het eindproduct.