Isobutane, juga dikenal sebagai 2-methylpropane, adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau dalam kondisi standar. Sebagai pemasok isobutane yang andal, kami bangga menawarkan isobutane berkualitas tinggi untuk berbagai aplikasi industri. Salah satu aspek penting dari kimia isobutane adalah reaksinya dengan klorin. Di blog ini, kami akan mengeksplorasi produk reaksi antara isobutane dan klorin.
Mekanisme reaksi
Reaksi antara isobutane dan klorin adalah reaksi substitusi radikal bebas. Reaksi ini terjadi dalam tiga langkah utama: inisiasi, propagasi, dan penghentian.
Inisiasi
Reaksi dimulai dengan langkah inisiasi, di mana molekul klorin ($ cl_2 $) dipecah menjadi radikal klorin ($ cl \ cdot $) dengan input energi, biasanya dalam bentuk panas atau cahaya. Persamaan untuk langkah ini adalah:
[Cl_2 \ xrigharrow {h \ nu \ text {atau} \ delta} 2cl \ cdot]
Perambatan
Radikal klorin sangat reaktif. Ini dapat mengabstraksi atom hidrogen dari isobutane ($ (CH_3) _3ch $). IsoButane memiliki dua jenis atom hidrogen: atom hidrogen primer (9 hidrogen primer setara) dan atom hidrogen tersier tunggal.
Ketika radikal klorin abstrak, atom hidrogen primer dari isobutane, radikal alkil primer dan hidrogen klorida terbentuk:
[(Ch_3) _3ch + cl \ cdot \ rightArrow (ch_3) _2chch_2 \ cdot + hcl]
Radikal alkil primer kemudian dapat bereaksi dengan molekul klorin untuk membentuk 1 - chloro - 2 - methylpropane dan radikal klorin baru:
[(Ch_3) _2chch_2 \ cdot + cl_2 \ rightArrow (ch_3) _2chch_2cl + cl \ cdot]
Di sisi lain, ketika radikal klorin abstrak atom hidrogen tersier dari isobutane, radikal alkil tersier dihasilkan:
[(Ch_3) _3ch + cl \ cdot \ rightArrow (ch_3) _3c \ cdot + hcl]
Radikal alkil tersier dapat bereaksi dengan molekul klorin untuk menghasilkan 2 - kloro - 2 - methylpropane dan radikal klorin baru:
[(Ch_3) _3c \ cdot+cl_2 \ rightArrow (ch_3) _3ccl+cl \ cdot]
Penghentian
Pada langkah terminasi, radikal bergabung satu sama lain untuk membentuk molekul yang stabil. Misalnya:
[Cl \ cdot+cl \ cdot \ rightArrow cl_2]
[(Ch_3) _2chch_2 \ cdot+(ch_3) _2chch_2 \ cdot \ rightArrow (ch_3) _2chch_2ch_2ch (ch_3) _2]
[(Ch_3) _3c \ cdot+(ch_3) _3c \ cdot \ rightArrow (ch_3) _3cc (ch_3) _3]
[(Ch_3) _2chch_2 \ cdot+(ch_3) _3c \ cdot \ rightArrow (ch_3) _2chch_2c (ch_3) _3]
Produk utama
Dua produk utama dari reaksi antara isobutane dan klorin adalah 1 - chloro - 2 - methylpropane dan 2 - chloro - 2 - methylpropane.
1 - Chloro - 2 - Methylpropane
1 - Chloro - 2 - Methylpropane memiliki rumus molekul $ C_4H_9Cl $. Ini adalah cairan tidak berwarna dengan bau khas. Hasil 1 - kloro - 2 - methylpropane dipengaruhi oleh jumlah atom hidrogen primer di isobutane. Karena ada 9 atom hidrogen primer dibandingkan dengan hanya 1 atom hidrogen tersier, secara statistik, kita mungkin mengharapkan probabilitas yang lebih tinggi dari abstraksi hidrogen primer. Namun, reaktivitas atom hidrogen tersier jauh lebih tinggi daripada atom hidrogen primer.
2 - Chloro - 2 - Methylpropane
2 - Chloro - 2 - Methylpropane, juga dikenal sebagai tert - butil klorida, memiliki rumus molekul $ C_4H_9Cl $. Pembentukan 2 - kloro - 2 - methylpropane disukai karena radikal tersier yang terbentuk selama reaksi lebih stabil daripada radikal primer. Stabilitas radikal mengikuti urutan: Tersier> Sekunder> Primer. Hal ini disebabkan oleh efek induktif elektron dari kelompok alkil, yang membantu menstabilkan elektron yang tidak berpasangan dalam radikal.
Faktor yang mempengaruhi distribusi produk
Rasio 1 - kloro - 2 - methylpropane ke 2 - chloro - 2 - methylpropane dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor:
Suhu
Pada suhu yang lebih tinggi, perbedaan reaktivitas antara atom hidrogen primer dan tersier menjadi kurang signifikan. Ketika suhu meningkat, reaksi menjadi lebih terkontrol secara statistik, dan rasio produk akan mendekati rasio statistik berdasarkan jumlah atom hidrogen. Pada suhu yang lebih rendah, reaksi lebih dikendalikan oleh stabilitas zat antara radikal, dan pembentukan produk dari radikal yang lebih stabil (2 - kloro - 2 - methylpropane) lebih disukai.
Konsentrasi klorin
Konsentrasi klorin yang lebih tinggi dapat meningkatkan frekuensi tabrakan molekul radikal - klorin. Jika konsentrasi klorin terlalu tinggi, itu dapat menyebabkan beberapa substitusi dan pembentukan produk yang lebih kompleks.
Aplikasi isobutane dan produknya yang terklorinasi
Isobutan sendiri memiliki berbagai aplikasi. Itu biasanya digunakan sebagaiRefrigerant High - Purity Isobutane yang ramah lingkungan. Isobutane memiliki potensi pemanasan global yang rendah (GWP) dibandingkan dengan beberapa pendingin tradisional, menjadikannya pilihan yang ramah lingkungan untuk sistem pendingin.
Itu juga digunakan sebagaiBahan baku refrigeran gas isobutanedalam produksi refrigeran. Selain itu, isobutane berfungsi sebagaiPropelan Aerosol Isobutane. Ini dapat digunakan dalam produk aerosol seperti hairsprays, deodoran, dan cat untuk mendorong produk keluar dari wadah.
Produk terklorinasi isobutane, seperti 1 - chloro - 2 - methylpropane dan 2 - chloro - 2 - methylpropane, dapat digunakan sebagai zat antara dalam sintesis organik. Mereka dapat bereaksi lebih lanjut untuk menghasilkan bahan kimia lain, seperti alkohol, alkena, dan amina.
Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, reaksi antara isobutane dan klorin adalah reaksi substitusi radikal bebas yang menghasilkan 1 - kloro - 2 - methylpropane dan 2 - chloro - 2 - methylpropane sebagai produk utama. Distribusi produk dipengaruhi oleh faktor -faktor seperti stabilitas intermediet radikal, suhu, dan konsentrasi klorin.
Sebagai pemasok isobutane, kami memahami pentingnya menyediakan isobutane berkualitas tinggi untuk berbagai aplikasi, termasuk yang terkait dengan reaksi dengan klorin. Apakah Anda berada di industri pendingin, industri manufaktur aerosol, atau terlibat dalam sintesis organik, produk isobutan kami dapat memenuhi kebutuhan Anda. Jika Anda tertarik dengan produk isobutan kami dan ingin membahas pengadaan, jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami berharap dapat membangun kerja sama jangka panjang dengan Anda.
Referensi
- McMurry, J. (2016). Kimia Organik. Pembelajaran Cengage.
- Wade, LG, & Simek, JW (2017). Kimia Organik. Pearson.