O isobutileno (C₄H₈) é um gás incolor usado na produção de combustíveis e produtos químicos. É altamente inflamável e tem um odor adocicado.
| Nome IUPAC | 2-metilpropeno |
| Fórmula molecular | C₄H₈ |
| Número CAS | 115-11-7 |
| Sinônimos | Isobuteno, 2-metilpropeno, metilpropeno |
| InChI | InChI=1S/C4H8/c1-4(2)3/h1H2.2-3H3 |
Propriedades do isobutileno
Fórmula de isobutileno
A fórmula do isobuteno é C₄H₈. É composto por quatro átomos de carbono e oito átomos de hidrogênio. Esta fórmula molecular representa a composição do isobuteno, mostrando o número de cada tipo de átomo presente em uma molécula.
Massa molar de isobutileno
A massa molar do isobuteno é calculada somando as massas atômicas de seus átomos constituintes. Isto é aproximadamente 56,11 gramas por mol (g/mol). A massa molar é um parâmetro crucial em cálculos químicos e é usada para determinar quanto de uma substância está presente em uma determinada quantidade.
Ponto de ebulição do isobutileno
O isobutileno tem um ponto de ebulição de aproximadamente -6,9 graus Celsius. O ponto de ebulição refere-se à temperatura na qual uma substância muda de uma fase líquida para uma fase gasosa sob pressão atmosférica padrão. O isobutileno vaporiza a esta temperatura e se transforma em gás.
Ponto de fusão do isobutileno
O ponto de fusão do isobuteno é de aproximadamente -140,3 graus Celsius. O ponto de fusão é a temperatura na qual uma substância sólida passa para o estado líquido. O isobutileno sofre esta alteração quando aquecido à temperatura especificada.
Densidade de isobutileno g/mL
A densidade do isobuteno é de aproximadamente 0,588 gramas por mililitro (g/mL). A densidade representa a massa por unidade de volume de uma substância. Determina o grau de densidade das moléculas em um determinado volume de material.
Peso Molecular de Isobutileno
O peso molecular do isobuteno é de aproximadamente 56,11 gramas por mol (g/mol). O peso molecular é a soma dos pesos atômicos de todos os átomos de uma molécula. É essencial para vários cálculos, incluindo estequiometria e determinação da proporção de diferentes elementos em um composto.
Estrutura do isobutileno
O isobuteno possui uma estrutura que consiste em uma cadeia ramificada de quatro átomos de carbono. Cada átomo de carbono está ligado a outros átomos, particularmente átomos de hidrogênio. A estrutura é representada por CH₃C(CH₃)CH₂. Este arranjo de átomos determina as propriedades químicas e físicas do isobuteno.
Solubilidade de isobutileno
O isobuteno é pouco solúvel em água. Apresenta baixa solubilidade devido à sua natureza apolar. Compostos apolares como o isobuteno não se dissolvem facilmente em solventes polares como a água. No entanto, o isobuteno pode dissolver-se em solventes orgânicos como álcoois, éteres e hidrocarbonetos.
| Aparência | Gás incolor |
| Gravidade Específica | 0,588 |
| Cor | N / D |
| Cheiro | Macio |
| Massa molar | 56,11 g/mol |
| Densidade | 0,588g/ml |
| Ponto de fusão | -140,3ºC |
| Ponto de ebulição | -6,9ºC |
| Ponto flash | -49ºC |
| Solubilidade em Água | Pouco solúvel |
| Solubilidade | Solúvel em solventes orgânicos |
| Pressão de vapor | 215kPa (a 25°C) |
| Densidade do vapor | 2,48 (ar = 1) |
| pKa | N / D |
| pH | Neutro |
Segurança e perigos do isobutileno
O isobuteno apresenta vários riscos de segurança. É altamente inflamável, o que significa que pode inflamar-se facilmente quando exposto a uma fonte de ignição. Portanto, precauções apropriadas devem ser tomadas para evitar incêndios e explosões. Os vapores de isobuteno são mais pesados que o ar e podem acumular-se em áreas baixas, aumentando o risco de incêndio. O contato direto com isobuteno pode causar irritação na pele e nos olhos. A inalação de altas concentrações pode causar problemas respiratórios, tonturas e até asfixia. Ventilação adequada e equipamento de proteção individual devem ser usados ao manusear isobuteno para minimizar o risco de exposição. É essencial seguir os protocolos de segurança adequados e manusear esta substância com cautela.
| Símbolos de perigo | Gás inflamável |
| Descrição de segurança | Manter afastado de fontes de ignição. |
| Usar em uma área bem ventilada. | |
| Use roupas e óculos de proteção. | |
| Identificadores das Nações Unidas | ONU 1075 |
| Código SH | 2901.11.00 |
| Classe de perigo | 2.1 (Gás inflamável) |
| Grupo de embalagem | GE II |
| Toxicidade | Toxicidade aguda por inalação, prejudicial por ingestão ou contato com a pele/olhos. |
Métodos para a síntese de isobutileno
Existem diferentes métodos para sintetizar isobuteno.
Um método comum envolve a desidrogenação catalítica do isobutano, onde o isobutano passa sobre um catalisador, geralmente um óxido metálico ou um catalisador metálico suportado, a temperaturas elevadas. O catalisador facilita a remoção do hidrogênio do isobutano, resultando na formação de isobuteno.
Outro método envolve o craqueamento térmico de frações de petróleo ricas em hidrocarbonetos ramificados, como butenos, por meio da aplicação de altas temperaturas. A reação de craqueamento quebra moléculas maiores de hidrocarbonetos em moléculas menores, produzindo isobuteno.
Ao craquear hidrocarbonetos a vapor, o processo produz isobuteno como subproduto. O craqueamento a vapor envolve submeter hidrocarbonetos, como etano ou nafta, a altas temperaturas na presença de vapor, resultando em uma mistura de olefinas, incluindo isobuteno.
Além disso, a síntese do isobuteno envolve a realização de uma reação de metátese entre o etileno e o 2-buteno . As reações de metátese envolvem a troca de grupos funcionais ou substituintes entre moléculas reagentes. Ao submeter o etileno e o 2-buteno a condições de metátese, o isobuteno pode ser produzido.
Esses métodos de síntese oferecem diferentes abordagens para a obtenção de isobuteno, atendendo diversas exigências industriais e disponibilidade de matérias-primas. Cada método tem suas próprias vantagens e considerações em termos de condições de reação, seleção de catalisador e otimização do rendimento.
Usos do isobutileno
O isobuteno desempenha um papel crucial em uma ampla gama de aplicações devido às suas propriedades únicas. Alguns usos comuns do isobuteno incluem:
- O isobuteno é uma matéria-prima fundamental na produção de borracha butílica, que os fabricantes utilizam para criar câmaras de ar de pneus, mangueiras automotivas, juntas e juntas, graças à sua excelente resistência ao calor, produtos químicos e à sua impermeabilidade a gases.
- As indústrias usam isobuteno como aditivo de combustível para melhorar a octanagem da gasolina, melhorando assim a eficiência da combustão e reduzindo a detonação para melhorar o desempenho do combustível.
- O isobuteno sofre polimerização para produzir poliisobuteno (PIB), um polímero versátil amplamente utilizado em diversas aplicações industriais, como lubrificantes, adesivos, selantes e como agente espessante.
- Os fabricantes utilizam o isobuteno como precursor na produção do álcool isobutil, solvente amplamente utilizado em revestimentos, resinas e produtos de higiene pessoal.
- O isobuteno atua como um alicerce para a síntese de vários produtos químicos, incluindo antioxidantes, plastificantes, sabores, fragrâncias e produtos farmacêuticos, demonstrando o seu papel como um valioso intermediário químico.
- As indústrias adicionam isobuteno ao gás liquefeito de petróleo (GLP) como componente de mistura para melhorar sua qualidade e estabilidade, garantindo um uso seguro e eficiente.
- Encontra aplicação como componente em misturas refrigerantes utilizadas em sistemas de refrigeração e ar condicionado.
- As indústrias confiam nos adesivos de isobuteno pelas suas fortes propriedades de ligação e utilizam-nos nos setores da construção, automóvel e embalagens.
- O isobuteno é usado como extrator na produção de diversos produtos químicos, incluindo produtos farmacêuticos e aromatizantes.
- Atua como propulsor em produtos em aerossol, como sprays, espumas e desodorantes.
Estas aplicações demonstram a importância do isobuteno em diversas indústrias e suas contribuições para muitos produtos de uso diário.
Questões:
P: Quanto pesa um galão de isobutileno?
R: Um galão de isobuteno pesa aproximadamente 4,88 libras (lb).
P: O que é isobutileno?
R: O isobuteno é um gás incolor utilizado na produção de combustíveis, produtos químicos e borracha sintética.
P: O isobutileno contém isômeros cis ou trans?
R: O isobuteno não possui isômeros cis ou trans porque é um hidrocarboneto ramificado.
P: O isobutileno tem um grupo vinil?
R: Sim, o isobutileno contém um grupo vinil, mais especificamente uma ligação dupla entre dois átomos de carbono.
P: O isobutileno está presente em RP1?
R: Não, o isobuteno não é um componente do RP-1 (Rocket Propellant-1), que é uma forma altamente refinada de querosene.
P: Por que o isobutileno (-7°C) tem um ponto de ebulição mais baixo que a acetona (56°C)?
R: O isobuteno tem um ponto de ebulição mais baixo que a acetona devido ao seu peso molecular mais baixo e às forças intermoleculares mais fracas.
P: Qual dos seguintes compostos é adequado para promover a polimerização catiônica do isobutileno?
R: Ácidos de Lewis como trifluoreto de boro (BF3) ou cloreto de alumínio (AlCl3) podem ser usados para promover a polimerização catiônica do isobutileno.
P: Como o isobutileno é armazenado?
R: O isobuteno é geralmente armazenado em recipientes ou cilindros sob pressão para mantê-lo no estado gasoso.
P: Qual(ais) brometo(s) orgânico(s) sofreria(m) desidrohalogenação E2 para produzir isobutileno como um alceno puro?
R: 2-bromobutano (brometo de sec-butila) ou brometo de terc-butila podem sofrer desidrohalogenação E2 para produzir isobutileno como um alceno puro.