主な違い – ブタンとイソブタンの違い
ブタンは有機化合物の一種です。
この分子は、異性体として知られるいくつかの形態で見つけることができます。
イソブタンは、ブタンの構造異性体です。
ブタンもイソブタンも気体状の炭化水素化合物です。
CとHの原子だけで構成されているので炭化水素と呼ばれます。
ブタンもイソブタンも化学式は同じです。
C4H10です。
したがって、両者は同じモル質量の値を持っています。
これらの化合物は可燃性であるため、燃焼のための燃料として使用することができる。
ブタンとイソブタンの主な違いは、ブタンが直鎖状または分岐状の分子であるのに対し、イソブタンは基本的に分岐状分子であることです。
ブタンとは
ブタンは炭化水素の一種で、異性体として知られているいくつかの形態で存在することができます。
ブタンの化学式は C4H10 です。
炭素原子間に二重結合がないため、アルカンです。
ブタンのモル質量は約58g/molです。
室温、大気圧では無色の気体で、ガソリンのような臭いがする。
ブタンの主な原料は原油です。
原油には微量成分としてブタンが含まれている。
また、ブタンは石油精製時の副産物でもあります。
ブタンは、いくつかの異性体で存在することがあります。
これらの異性体は構造異性体と呼ばれます。
ブタンにはn-ブタンとイソブタンの2つの異性体があります。
n-ブタンは直鎖状のブタンです。
イソブタンは、ブタンが分岐した構造です。
ブタンという言葉は、これらの異性体のうちの1つ、または混合物を表すのに使われる。
図1: イソブタン(上)とn-ブタン(下)の2種類のブタン異性体
ブタンは酸素があれば燃やすことができる。
これは、ブタンが非常に燃えやすいからです。
酸素が十分にあれば、ブタンは完全燃焼します。
酸素が足りなければ、ブタンは不完全燃焼を起こす。
どちらの場合も、燃焼により熱エネルギーが発生する。
ブタンは、ガソリンの揮発を促進するものとして使用することができる。
そのため、ブタンはガソリンの添加剤として使われることもあります。
また、ブタンは直接燃料として使用することもできる。
例えば、簡単に液化して、料理などの家庭用として販売することができます。
ブタンの沸点は1℃以下であるため、ブタン液は常温ですぐに気化してしまう。
イソブタンとは
イソブタンは、ノルマルブタンの構造異性体です。
イソブタンの化学式はC4H10です。
イソブタンのモル質量は約58g/molです。
分岐構造を持つアルカンの一種です。
ここでは、中心の炭素原子に3つのメチル基と1つのH原子が結合しています。
イソブタンの中心炭素原子の周りの形状は正四面体です。
また、イソブタンは室温、大気圧では無色の気体です。
n-ブタンとは異なり、無臭の気体です。
イソブタンは通常のブタンよりも沸点が非常に低くなっています。
イソブタンの沸点は約-11oCです。
この差の理由は、イソブタンが分岐した構造をしているためです。
直鎖状分子は分岐状分子よりも多くのファンデルワールス力を持つことができる。
(直鎖状分子の表面積は分岐状分子の表面積よりも大きいため、分子間のファンデルワールス力をより多く持つことができる。
)このため、イソブタンは分岐状分子よりも多くのファンデルワールス力を持つことができる。
Van Der Waal力が弱い、あるいは弱い分、分子同士が離れやすくなる。
そのため、沸点が低下する。
イソブタンは原子の空間配置が異なるため、化学的・物理的性質がブタンとは異なる。
イソブタンは、n-ブタンの異性化反応から生成することができます。
これは触媒反応であり、可逆的です。
この異性化は、オレフィンと呼ばれる中間体を経由して行われます。
このプロセスの効率は、系の温度に依存します。
イソブタンは冷媒として使用されます。
オゾン層への影響が無視できないため、イソブタンは冷蔵庫に使用されるフロンなどの化合物の代替品として適しています。
ブタンとイソブタンの類似性
- ブタンとイソブタンは炭化水素化合物です。
- どちらも同じ化学式です。
- 両者とも同じモル質量です。
- どちらもsp3混成炭素原子で構成されている。
- どちらも室温、大気圧では無色の気体です。
ブタンとイソブタンの違い
定義
ブタン。
ブタンは炭化水素であり、異性体としていくつかの形態で存在することができる。
イソブタン。
イソブタンは、n-ブタンの構造異性体です。
化学構造
ブタン ブタンは、直鎖構造と分岐構造の混合物です。
イソブタン イソブタンは、基本的に分岐構造です。
沸点
ブタン ブタンの沸点は約1℃です。
イソブタン イソブタンの沸点は約-11℃。
臭気
ブタン ブタンはガソリンのような臭いがする。
イソブタン イソブタンは無臭。
結論
ブタンとイソブタンは、原油中に微量に含まれる炭化水素化合物です。
石油精製のパラフィン留分と呼ばれる小さなアルカン化合物です。
両者は同じ化学式、同じモル質量を持つが、いくつかの点で異なっている。
ブタンとイソブタンの主な違いは、ブタンが直鎖状または分岐状の分子であるのに対し、イソブタンは基本的に分岐状分子であることである。
