Comparación del calor de hidrogenación por mol de butenos y 1,3-butadieno

Question

La pregunta nos pide que seleccionemos el compuesto con el menor calor de hidrogenación por mol de entre los siguientes:

a) 1-buteno

b) trans -2-buteno

c) cis -2-buteno

d) 1,3-butadieno

Dado que los cuatro compuestos forman el mismo producto (butano), debería ser posible una comparación sin datos reales. El 1,3-butadieno está conjugado, por lo que es el compuesto más estable y, por tanto, su calor de hidrogenación debería ser el más pequeño.

Pero requiere 2 moles de hidrógeno para su completa conversión en butano. Y la respuesta es en realidad trans-2-buteno.

Entonces, ¿consideraríamos cada calor de hidrogenación "por mol de hidrógeno" o "por mol del compuesto dado"? La pregunta no es clara al respecto y, además, si lo consideramos como "por mol de hidrógeno", ¿es correcto simplemente reducir a la mitad el valor del calor de hidrogenación para 2 moles?

Answer 1

una comparación sin datos reales debería ser posible. El 1,3-butadieno es conjugado, por lo que es el compuesto más estable y, por tanto, su calor de hidrogenación debería ser el más pequeño

No, el 1,3-butadieno no es el más estable de estos compuestos, ni para el conjunto de la molécula ni para cada doble enlace (véase más adelante). Los números reales (véase la tabla de abajo) están demasiado cerca, tenemos que mirar algunos datos para responder a la pregunta correctamente.

La pregunta nos pide que seleccionemos el compuesto con el menor calor de hidrogenación por mol de entre los siguientes:

Entonces, ¿consideraríamos cada calor de hidrogenación "por mol de hidrógeno" o "por mol del compuesto dado"?

Aquí hay algunos datos que ayudarán a responder a la pregunta.

( fuente de la imagen )

En un " por mol de un compuesto dado ", el trans-2-buteno tiene el menor calor de hidrogenación, 27,6 kcal/mol.

En un " por mol de hidrógeno ", el 1,3-butadieno tiene un calor de hidrogenación entre 28,2 (56,5/2) y 28,6 (57,1/2) kcal/mol, por lo que trans El -2-buteno sigue teniendo el menor calor de hidrogenación, con 27,6 kcal/mol.

Así que en esta lista particular de compuestos, no importa si la pregunta es por mol de hidrógeno o por mol de un compuesto determinado, la respuesta es la misma, trans -2-buteno.

Al principio pensé "pregunta trampa", pero luego pensé que en realidad no. El autor de la pregunta hizo sus deberes y quería que el alumno calculara la respuesta de ambas maneras y viera que, como se obtiene la misma respuesta tanto si se responde por mol de compuesto como por mol de hidrógeno, no es necesario saber si la pregunta se hace por mol de compuesto o por mol de hidrógeno.

Answer 2

Para saturar un mol de 1,3-butadieno, se necesitan dos moles de gas hidrógeno. En comparación con el 1-buteno, trans -2-buteno, y cis -2-buteno, estas moléculas sólo necesitan 1 mol de gas hidrógeno para saturarse a butano. Así, el 1,3-butadieno tiene el mayor calor de hidrogenación. La estabilidad de las moléculas restantes puede utilizarse para medir cualitativamente la tendencia del calor de hidrogenación. Dado que trans es más estable entre ellos, entonces tiene el menor calor de hidrogenación.