2-metilpropan olarak da bilinen izobütan, standart koşullar altında renksiz, kokusuz bir gazdır. Güvenilir bir izobutan tedarikçisi olarak, çeşitli endüstriyel uygulamalar için yüksek kaliteli izobütan sunmaktan gurur duyuyoruz. İzobutan kimyasının önemli yönlerinden biri, klor ile tepkisidir. Bu blogda, izobütan ve klor arasındaki reaksiyonun ürünlerini keşfedeceğiz.
Reaksiyon mekanizması
İzobutan ve klor arasındaki reaksiyon serbest - radikal bir ikame reaksiyonudur. Bu reaksiyon üç ana adımda gerçekleşir: başlatma, yayılma ve sonlandırma.
Başlatma
Reaksiyon, klor moleküllerinin ($ CL_2 $) genellikle ısı veya ışık şeklinde enerji girişi ile klor radikallerine ($ CL \ cdot $) kırıldığı başlatma adımı ile başlar. Bu adımın denklemi:
[Cl_2 \ xRigharrow {h \ nu \ text {veya} \ delta} 2CL \ cdot]
Yayılma
Klor radikali oldukça reaktiftir. İzobutan'dan ($ (CH_3) _3CH $) bir hidrojen atomunu soyutlayabilir. İzobutanın iki tip hidrojen atomu vardır: primer hidrojen atomları (9 eşdeğer primer hidrojen) ve tek bir üçüncül hidrojen atomu.
Bir klor radikali izobutandan birincil hidrojen atomunu soyuttuğunda, birincil alkil radikal ve hidrojen klorür oluşur:
[(Ch_3) _3ch + cl \ cdot \ rightarrow (ch_3) _2chch_2 \ cdot + hcl]
Birincil alkil radikali daha sonra 1 - kloro - 2 - metilpropan ve yeni bir klor radikalini oluşturmak için bir klor molekülü ile reaksiyona girebilir:
[(Ch_3) _2chch_2 \ cdot + cl_2 \ rightarrow (ch_3) _2chch_2cl + cl \ cdot]
Öte yandan, klor radikali izobutandan üçüncül hidrojen atomunu soyutlarsa, üçüncül bir alkil radikali üretilir:
[(Ch_3) _3ch + cl \ cdot \ rightarrow (ch_3) _3c \ cdot + hcl]
Üçüncül alkil radikali, 2 - kloro - 2 - metilpropan ve yeni bir klor radikali üretmek için bir klor molekülü ile reaksiyona girebilir:
[(Ch_3) _3c \ cdot+cl_2 \ rightarrow (ch_3) _3ccl+cl \ cdot]
Fesih
Fesih adımında, radikaller stabil moleküller oluşturmak için birbirleriyle birleşir. Örneğin:
[CL \ CDOT+CL \ CDOT \ RightRrow 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]
Ana ürünler
İzobutan ve klor arasındaki reaksiyonun iki ana ürünü 1 - kloro - 2 - metilpropan ve 2 - kloro - 2 - metilpropandır.
1 - Kloro - 2 - Metilpropan
1 - Kloro - 2 - Metilpropan $ C_4H_9CL $ moleküler formülüne sahiptir. Karakteristik bir kokuya sahip renksiz bir sıvıdır. 1 - kloro - 2 - metilpropanın verimi, izobütandaki primer hidrojen atomlarının sayısından etkilenir. Sadece 1 üçüncül hidrojen atomuna kıyasla 9 primer hidrojen atomu olduğundan, istatistiksel olarak, daha yüksek bir primer hidrojen soyutlama olasılığı bekleyebiliriz. Bununla birlikte, üçüncül hidrojen atomunun reaktivitesi, birincil hidrojen atomundan çok daha yüksektir.
2 - Kloro - 2 - Metilpropan
2 - Kloro - 2 - TERT - Butil Klorür olarak da bilinen metilpropan, $ C_4H_9CL $ moleküler formülüne sahiptir. 2 - kloro - 2 - metilpropan oluşumu tercih edilir, çünkü reaksiyon sırasında oluşan üçüncül radikal ara ürün birincil radikalden daha kararlıdır. Radikallerin istikrarı: Üçüncül> İkincil> Birincil. Bunun nedeni, radikalde eşleştirilmemiş elektronun stabilize edilmesine yardımcı olan alkil gruplarının elektron - bağışlama etkisidir.
Ürün dağılımını etkileyen faktörler
1 - kloro - 2 - metilpropanın 2 - kloro - 2 - metilpropan oranı birkaç faktörden etkilenebilir:
Sıcaklık
Daha yüksek sıcaklıklarda, primer ve üçüncül hidrojen atomları arasındaki reaktivitedeki fark daha az anlamlı hale gelir. Sıcaklık arttıkça, reaksiyon istatistiksel olarak kontrol edilir ve ürünlerin oranı hidrojen atomlarının sayısına göre istatistiksel orana yaklaşacaktır. Daha düşük sıcaklıklarda, reaksiyon radikal ara maddelerin stabilitesi ile daha fazla kontrol edilir ve ürünün daha kararlı radikalden (2 - kloro - 2 - metilpropan) oluşumu daha tercih edilir.
Klor konsantrasyonu
Daha yüksek bir klor konsantrasyonu, radikal - klor molekülü çarpışmalarının frekansını artırabilir. Klor konsantrasyonu çok yüksekse, birden fazla ikameye ve daha karmaşık ürünlerin oluşumuna yol açabilir.
İzobutan ve klorlu ürünlerinin uygulamaları
İzobütanın kendisi çok çeşitli uygulamalara sahiptir. Genellikle birÇevre Dostu Soğutucu Yüksek - Saflık İzobütan. İzobutane, bazı geleneksel soğutucu akışkanlara kıyasla düşük bir küresel ısınma potansiyeline (GWP) sahiptir, bu da onu soğutma sistemleri için çevre dostu bir seçimdir.
Ayrıca olarak da kullanılırİzobütan Gaz Soğutucu HammaddelerSoğutucu akışkanların üretiminde. Buna ek olarak, izobütan birİzobütan aerosol itici. Ürünü kaptan itmek için saç spreyleri, deodorantlar ve boyalar gibi aerosol ürünlerinde kullanılabilir.
1 - kloro - 2 - metilpropan ve 2 - kloro - 2 - metilpropan gibi klorlu izobütan ürünleri, organik sentezde ara maddeler olarak kullanılabilir. Alkoller, alkenler ve aminler gibi diğer kimyasalları üretmek için daha fazla tepki verilebilirler.
Çözüm
Sonuç olarak, izobütan ve klor arasındaki reaksiyon, ana ürünler olarak 1 - kloro - 2 - metilpropan ve 2 - kloro - 2 - metilpropan üreten serbest - radikal bir ikame reaksiyonudur. Ürün dağılımı, radikal ara maddelerin stabilitesi, sıcaklık ve klor konsantrasyonu gibi faktörlerden etkilenir.
Bir izobutan tedarikçisi olarak, klorlu reaksiyonlarla ilgili olanlar da dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için yüksek kaliteli izobütan sağlamanın önemini anlıyoruz. Soğutma endüstrisinde, aerosol imalat endüstrisinde olun, ister organik sentezle ilgileniyor olun, izobütan ürünlerimiz ihtiyaçlarınızı karşılayabilir. İzobutan ürünlerimizle ilgileniyorsanız ve tedarik tartışmak istiyorsanız, lütfen bize ulaşmaktan çekinmeyin. Sizinle uzun vadeli bir işbirliği kurmayı dört gözle bekliyoruz.
Referanslar
- McMurry, J. (2016). Organik kimya. Cengage Öğrenme.
- Wade, LG ve Simek, JW (2017). Organik kimya. Pearson.