İzobütilen (C₄H₈), yakıt ve kimyasalların üretiminde kullanılan renksiz bir gazdır. Oldukça yanıcıdır ve tatlı bir kokuya sahiptir.
| IUPAC Adı | 2-metilpropen |
| Moleküler formül | C₄H₈ |
| CAS numarası | 115-11-7 |
| Eş anlamlı | İzobüten, 2-metilpropen, metilpropen |
| InChI | InChI=1S/C4H8/c1-4(2)3/h1H2.2-3H3 |
İzobütilenin özellikleri
İzobütilen formülü
İzobütenin formülü C₄H₈’dir. Dört karbon atomu ve sekiz hidrojen atomundan oluşur. Bu moleküler formül, bir molekülde bulunan her bir atom tipinin sayısını gösteren izobütenin bileşimini temsil eder.
İzobütilen Molar Kütlesi
İzobütenin molar kütlesi, onu oluşturan atomların atomik kütleleri toplanarak hesaplanır. Bu, mol başına yaklaşık 56,11 gramdır (g/mol). Molar kütle, kimyasal hesaplamalarda çok önemli bir parametredir ve belirli bir miktarda bir maddenin ne kadarının mevcut olduğunu belirlemek için kullanılır.
İzobütilenin kaynama noktası
İzobütilenin kaynama noktası yaklaşık -6,9 santigrat derecedir. Kaynama noktası, bir maddenin standart atmosfer basıncı altında sıvı fazdan gaz fazına geçtiği sıcaklığı ifade eder. İzobütilen bu sıcaklıkta buharlaşarak gaza dönüşür.
İzobütilen Erime noktası
İzobütenin erime noktası yaklaşık -140,3 santigrat derecedir. Erime noktası, katı bir maddenin sıvı duruma geçtiği sıcaklıktır. İzobütilen, belirtilen sıcaklığa ısıtıldığında bu değişikliğe uğrar.
İzobütilen yoğunluğu g/mL
İzobütenin yoğunluğu mililitre başına yaklaşık 0,588 gramdır (g/mL). Yoğunluk, bir maddenin birim hacmi başına kütlesini temsil eder. Belirli bir malzeme hacmindeki moleküllerin yoğunluk derecesini belirler.
İzobütilen Molekül Ağırlığı
İzobütenin moleküler ağırlığı mol başına yaklaşık 56.11 gramdır (g/mol). Molekül ağırlığı, bir moleküldeki tüm atomların atom ağırlıklarının toplamıdır. Stokiyometri ve bir bileşikteki farklı elementlerin oranının belirlenmesi de dahil olmak üzere çeşitli hesaplamalar için gereklidir.
İzobütilenin yapısı
İzobüten, dört karbon atomunun dallanmış zincirinden oluşan bir yapıya sahiptir. Her karbon atomu diğer atomlara, özellikle de hidrojen atomlarına bağlanır. Yapı CH₃C(CH₃)CH₂ ile temsil edilir. Atomların bu düzeni izobütenin kimyasal ve fiziksel özelliklerini belirler.
İzobütilenin çözünürlüğü
İzobüten suda az çözünür. Polar olmayan yapısı nedeniyle düşük çözünürlük sergiler. İzobüten gibi polar olmayan bileşikler, su gibi polar çözücülerde kolayca çözünmez. Ancak izobüten alkoller, eterler ve hidrokarbonlar gibi organik çözücülerde çözünebilir.
| Dış görünüş | Renksiz gaz |
| Spesifik yer çekimi | 0,588 |
| Renk | Yok |
| Koku | Yumuşak |
| Molar kütle | 56,11 g/mol |
| Yoğunluk | 0,588 gr/ml |
| Füzyon noktası | -140,3°C |
| Kaynama noktası | -6,9°C |
| Flaş noktası | -49°C |
| sudaki çözünürlük | Az çözünür |
| çözünürlük | Organik çözücülerde çözünür |
| Buhar basıncı | 215 kPa (25°C’de) |
| Buhar yoğunluğu | 2,48 (hava = 1) |
| pKa | Yok |
| pH | Doğal |
İzobütilenin güvenliği ve tehlikeleri
İzobüten çeşitli güvenlik riskleri oluşturur. Oldukça yanıcıdır, yani bir ateşleme kaynağına maruz kaldığında kolayca tutuşabilir. Bu nedenle yangın ve patlamaları önlemek için uygun önlemlerin alınması gerekir. İzobüten buharları havadan ağırdır ve alçak alanlarda birikerek yangın riskini artırabilir. İzobüten ile doğrudan temas ciltte ve gözde tahrişe neden olabilir. Yüksek konsantrasyonların solunması solunum problemlerine, baş dönmesine ve hatta boğulmaya neden olabilir. Maruz kalma riskini en aza indirmek için izobuten kullanılırken yeterli havalandırma ve kişisel koruyucu ekipman kullanılmalıdır. Uygun güvenlik protokollerini takip etmek ve bu maddeyi dikkatli bir şekilde kullanmak önemlidir.
| Tehlike sembolleri | Yanıcı gaz |
| Güvenlik Açıklaması | Ateşleme kaynaklarından uzak tutun. |
| İyi havalandırılan bir ortamda kullanınız. | |
| Koruyucu kıyafet ve gözlük kullanın. | |
| Birleşmiş Milletler tanımlayıcıları | BM 1075 |
| HS kodu | 2901.11.00 |
| Tehlike sınıfı | 2.1 (Yanıcı gaz) |
| Paketleme grubu | GE II |
| Toksisite | Solunum yoluyla akut toksisite; yutulması veya cilt/gözlerle teması halinde zararlıdır. |
İzobütilen sentezi için yöntemler
İzobüten sentezlemek için farklı yöntemler vardır.
Yaygın bir yöntem, izobütanın yüksek sıcaklıklarda genellikle bir metal oksit veya destekli metal katalizör olan bir katalizör üzerinden geçtiği izobutanın katalitik dehidrojenasyonunu içerir. Katalizör, izobütandan hidrojenin uzaklaştırılmasını kolaylaştırarak izobütenin oluşmasına neden olur.
Başka bir yöntem, bütenler gibi dallanmış hidrokarbonlar açısından zengin petrol fraksiyonlarının yüksek sıcaklıklar uygulanarak termal olarak parçalanmasını içerir. Kırma reaksiyonu, daha büyük hidrokarbon moleküllerini daha küçük moleküllere bölerek izobuten üretir.
Hidrokarbonları buharla parçalarken, işlem yan ürün olarak izobuten üretir. Buharla parçalama, etan veya nafta gibi hidrokarbonların buhar varlığında yüksek sıcaklıklara tabi tutulmasını içerir, bu da izobüten dahil bir olefin karışımıyla sonuçlanır.
Ek olarak izobuten sentezi, etilen ve 2-buten arasında bir metatez reaksiyonunun gerçekleştirilmesini içerir. Metatez reaksiyonları, reaksiyona giren moleküller arasında fonksiyonel grupların veya ikame edicilerin değişimini içerir. Etilen ve 2-butenin metatez koşullarına tabi tutulmasıyla izobuten üretilebilir.
Bu sentez yöntemleri, izobüten elde etmek, çeşitli endüstriyel gereksinimleri karşılamak ve ham maddelerin bulunabilirliğini sağlamak için farklı yaklaşımlar sunar. Her yöntemin reaksiyon koşulları, katalizör seçimi ve optimizasyon verimi açısından kendi avantajları ve hususları vardır.
İzobütilenin kullanım alanları
İzobüten benzersiz özellikleri nedeniyle geniş bir uygulama yelpazesinde önemli bir rol oynar. İzobütenin bazı yaygın kullanımları şunlardır:
- İzobüten, ısıya, kimyasallara karşı mükemmel direnci ve gaz geçirmezliği sayesinde üreticilerin lastik iç lastikleri, otomotiv hortumları, contalar ve contalar oluşturmak için kullandığı bütil kauçuğun üretiminde önemli bir hammaddedir.
- Endüstriler, benzinin oktan sayısını iyileştirmek için yakıt katkı maddesi olarak izobuten kullanıyor, böylece yanma verimliliğini artırıyor ve daha iyi yakıt performansı için vuruntuyu azaltıyor.
- İzobüten, yağlayıcılar, yapıştırıcılar, sızdırmazlık malzemeleri ve koyulaştırıcı madde olarak çeşitli endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan çok yönlü bir polimer olan poliizobüteni (PIB) üretmek için polimerizasyona tabi tutulur.
- Üreticiler, kaplamalarda, reçinelerde ve kişisel bakım ürünlerinde yaygın olarak kullanılan bir çözücü olan izobütil alkol üretiminde izobüteni öncü olarak kullanıyor.
- İzobüten, antioksidanlar, plastikleştiriciler, aromalar, kokular ve farmasötikler de dahil olmak üzere çeşitli kimyasalların sentezi için bir yapı taşı görevi görür ve değerli bir kimyasal ara madde olarak rolünü kanıtlar.
- Endüstriler, sıvılaştırılmış petrol gazına (LPG) kalitesini ve stabilitesini artırmak, güvenli ve verimli kullanım sağlamak için bir harmanlama bileşeni olarak izobuten ekler.
- Soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde kullanılan soğutucu karışımlarda bileşen olarak uygulama alanı bulur.
- Endüstriler, güçlü bağlanma özellikleri nedeniyle izobuten yapıştırıcılara güveniyor ve bunları inşaat, otomotiv ve ambalaj sektörlerinde kullanıyor.
- İzobüten, farmasötikler ve tatlandırıcılar da dahil olmak üzere çeşitli kimyasalların üretiminde özütleyici olarak kullanılır.
- Spreyler, köpükler ve deodorantlar gibi aerosol ürünlerde itici gaz görevi görür.
Bu uygulamalar izobütenin çeşitli endüstrilerdeki önemini ve birçok günlük ürüne katkısını göstermektedir.
Sorular:
S: Bir galon izobutilenin ağırlığı ne kadardır?
C: Bir galon izobuten yaklaşık 4,88 pound (lb) ağırlığındadır.
S: İzobütilen nedir?
C: İzobüten, yakıt, kimyasal madde ve sentetik kauçuk üretiminde kullanılan renksiz bir gazdır.
S: İzobütilen cis veya trans izomerleri içeriyor mu?
C: İzobütenin dallanmış bir hidrokarbon olması nedeniyle cis veya trans izomerleri yoktur.
S: İzobütilenin bir vinil grubu var mı?
C: Evet, izobütilen bir vinil grubu, daha spesifik olarak iki karbon atomu arasında bir çift bağ içerir.
S: RP1’de izobutilen mevcut mu?
C: Hayır, izobuten, kerosenin oldukça rafine edilmiş bir formu olan RP-1’in (Roket İtici Gazı-1) bir bileşeni değildir.
S: İzobütilen (-7°C) neden asetonun (56°C) kaynama noktasından daha düşük?
C: İzobüten, daha düşük moleküler ağırlığı ve daha zayıf moleküller arası kuvvetleri nedeniyle asetona göre daha düşük bir kaynama noktasına sahiptir.
Soru: Aşağıdaki bileşiklerden hangisi izobutilenin katyonik polimerizasyonunu desteklemek için uygundur?
C: Boron triflorür (BF3) veya alüminyum klorür (AlCl3) gibi Lewis asitleri, izobutilenin katyonik polimerizasyonunu desteklemek için kullanılabilir.
S: İzobütilen nasıl depolanır?
C: İzobüten genellikle gaz halinde tutmak için kaplarda veya silindirlerde basınç altında depolanır.
S: Hangi organik bromür(ler), saf bir alken olarak izobütilen elde etmek için E2 dehidrohalojenasyonuna tabi tutulur?
A: 2-bromobütan (sek-bütil bromür) veya tert-bütil bromür, saf bir alken olarak izobütilen üretmek için E2 dehidrohalojenasyona tabi tutulabilir.