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29.01 - 비환식탄화수소
비환식탄화수소(acyclic hydrocarbon)는 단지 탄소와 수소로 된 환(ring)을 갖지 않는 화합물을 말하며 이들은 두 가지 범주로 분류한다.(A) 포화비환식탄화수소(saturated acyclic hydrocarbon) (B) 불포화비환식탄화수소(unsaturated acyclic hydrocarbon) (A) 포화비환식탄화수소
이들은(CnH2n+2)의 일반식을 갖고 있는 동족계열(同族系列 : homologous series)을 형성하고 있다. 이들은 천연적으로 풍부하게 얻어지며 석유의 주성분이다.
그 기본이 되는 탄화수소는 한 개의 탄소 원자로 된 메탄(methane)(CH4)이다. 그러나 메탄(methane)과 세 개의 탄소 원자로 된 프로판(propane)(C3H8)은 순수한 것이라도 제2711호에 분류한다.
이 호에 해당되는 포화비환식탄화수소(saturated acyclic hydrocarbon)에는 다음의 것을 포함한다. (1) 두 개의 탄소 원자로 된 에탄(ethane)(C2H6)
순도(純度 : purity)가 용적(容積 : volume)으로 95% 이상의 것은 이 호에 분류하나 순도(純度)가 그 미만인 것은 이 표에서 제외하며 제2711호에 분류한다. (2) 4개의 탄소 원자로 된 부탄(butane)(C4H10) (3) 5개의 탄소 원자로 된 펜탄(pentane) (4) 6개의 탄소 원자로 된 헥산(hexane) (5) 7개의 탄소 원자로 된 헵탄(heptane) (6) 8개의 탄소 원자로 된 옥탄(octane) (7) 9개의 탄소 원자로 된 노난(nonane) (8) 10개의 탄소 원자로 된 데칸(decane) (9) 15개의 탄소 원자로 된 펜타데칸(pentadecane) (10) 30개의 탄소 원자로 된 트리아콘탄(triacontane) (11) 60개의 탄소 원자로 된 헥사콘탄(hexacontane) 포화탄화수소는 물에 녹지 않으며 상온(常溫)·상압(常壓)에서 4개 이하의 탄소 원자로 된 탄화수소는 기체 상태이며; 5개 이상 15개 이하의 탄소 원자로 된 것은 액체 상태이고; 이를 초과하는 탄소 원자로 된 탄화수소는 일반적으로 고체 상태이다.
탄화수소의 분자 중 하나나 그 이상의 수소원자가 알킬기(alkyl radical)와 치환될 수 있으며[예: 메틸(methyl)·에틸(ethyl)·프로필(propyl)]; 따라서 이소부탄(isobutane)[2-메틸프로판(2-methylpropane)·트리메틸메탄(trimethylmethane)]은 노말부탄(normal butane)과 동일한 분자식을 갖는다.
공업상이나 상거래 관습상 이 호에 해당되는 가장 중요한 탄화수소는 에탄(ethane)과 부탄(butane)가스로서 이들은 석유와 천연가스로부터 유도된다.
이 호에 해당되는 포화비환식탄화수소는 화학적으로 단일한 화합물의 모양이며 석유와 천연가스를 정제하거나 합성에 의하여 얻는다[에탄(ethane)의 순도(純度 : purity)에 대한 기준은 앞에서 설명한 (1) 참조]. 조(粗 : crude)부탄가스·조(粗)석유가스와 이와 유사한 제2711호의 조(粗)탄화수소의 가스는 제외한다. (B) 불포화비환식 탄화수소
불포화비환식탄화수소(unsaturated acyclic hydrocarbon)는 같은 수의 탄소 원자로 된 포화비환식 탄화수소보다도 수소원자의 수가 2, 4, 6 등으로 적게 함유되어 있다. 이는 분자 내의 탄소 간에 이중이나 삼중결합의 존재와 관련이 있다. (1) 모노에틸렌계 탄화수소(monoethylenic hydrocarbon)
이들은 (CnH2n)의 일반식을 갖는 동족계열(同族系列 : homologous series)로 구성되어 있다. 이들은 다수의 유기 물질의 열분해(熱分解 : thermal decomposition)[석탄 가스(coal gas)·석유의 분류에 의한 물품 등]에 의하여 생성되며; 이들은 또한 합성에 의해서도 제조한다. (a) 동족계열(同族系列) 중의 첫째의 것은 가스 상태로서 다음과 같다. (ⅰ) 에틸렌(ethylene)[에텐(ethene)](C2H4): 약간의 에테르(ether)의 냄새를 지니고 있는 무색의 가스로서 강한 마취력을 갖고 있으며 광범한 유기화합물의 제조에 사용하고 있다[예: 산화 에틸렌(ethylene oxide)·에틸벤젠(ethylbenzene)·합성에탄올(synthetic ethanol)과 폴리에틸렌(polyethylene)]
순도(純度)가 용적(容積)으로 95% 이상인 것은 이 호에 분류하나 순도(純度)가 그 미만인 에틸렌(ethylene)은 제2711호에 분류한다. (ⅱ) 프로펜(propene)[프로필렌(propyene)](C3H6) : 질식성이 있는 무색 가연성 가스이다.
순도(純度)가 용적(容積)으로 90% 이상인 프로펜(propene)[프로필렌(propylene)]은 이 호에 분류하며 순도(純度)가 그 미만인 프로필렌은 제2711호에 분류한다. (ⅲ) 부텐(butene)[부틸렌(butylene)](C4H8)
이 호에 분류하는 불포화비환식 탄화수소는 화학적으로 단일한 화합물로 되어 있어야 하며 제2711호의 가공하지 않은 가스 상태 탄화수소는 제외한다.
정상 거래되는 모든 이들 물품들은 가압 하의 액체 상태로 거래한다. (b) 탄소 원자의 수를 5개부터 15개까지 갖고 있는 모노에틸렌계 탄화수소(monoethylenic hydrocarbon)는 액체이며 가장 중요한 것은 다음과 같다. (ⅰ) 펜텐(아밀렌)[pentene(amylene)] (ⅱ) 헥센(hexene) (ⅲ) 헵텐(heptene) (ⅳ) 옥텐(octene) (c) 탄소 원자의 수가 15개를 초과하는 것은 고체 상태이다. (2) 폴리에틸렌계 탄화수소(polyethylenic hydrocarbon)
이들은 2 이상의 이중 결합으로 동계 계열(同系系列)을 구성하고 있다.
이들은 다음의 것을 포함한다 : (a) 프로파디엔(알렌)[propadiene(allene)](C3H4) (b) 부타-1,2-디엔(buta-1,2-diene)[1,2-부타디엔(1,2-butadiene)][메틸알렌(methylallen)]
(C4H6) (c) 부타-1,3-디엔(buta-1,3-diene)[1,3-부타디엔(1,3-butadiene)](C4H6) : 무색 가연성 가스 (d) 2-메탈부타-1,3-디엔(2-methylbuta-1,3-diene)[이소프렌(isoprene)](C5H8) : 무색 가연성 액체 (3) 아세틸렌계 탄화수소(acetylene series)
아세틸렌계 탄화수소(acetylenic hydrocarbon)는 분자 내에 한 개에 삼중결합[모노아세틸렌(mono-acetylene) : 일반식 CnH2n-2]이나 그 이상의 삼중결합[폴리아세틸렌(polyacetylene)]을 갖고 있다.
가장 중요한 물품은 아세틸렌(acetylene)(C2H2)이며 특유의 냄새를 갖고 있는 무색의 가스이다. 아세틸렌으로 광범위한 물품을 합성 제조할 수 있다[예: 초산(醋酸 : acetic acid)·아세톤(acetone)·이소프렌(isoprene)·클로로 초산(chloroacetic acid)·에탄올(ethanol)].
이 물품은 규조토를 채운 특수강의 실린더(cylinder)에 압력을 가하여 아세톤(acetone)에 용해된 상태로 제시되며 이 호에 분류한다(이 류의 주 제1호마목 참조).
그 밖의 아세틸렌계 탄화수소 (a) 프로핀(알리렌·메틸아세틸렌)[propyne(allylene·methylacetylene)] (b) 부틴(에틸아세틸렌)[butyne(ethylacetylene)] (4) 에틸렌아세틸렌계 탄화수소(ethylene-acetylene hydrocarbon)
이들은 그들 분자 안에 에틸렌계 결합과 아세틸렌계 결합이 같이 포함되어 있으며 가장 중요한 것은 비닐아세틸렌(vinylacetylene)[아세틸렌의 수소원자 하나가 비닐기(vinyl group)와 치환된 것]과 메틸비닐아세틸렌(methylvinylacetylene)[아세틸렌의 수소원자 하나가 비닐기(vinyl group)와 또 다른 수소원자는 메틸기(methyl group)와 서로 치환된 것]이다.
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