Что значит н бутан

Что значит н бутан

Бутан

( <<<картинка>>> )
( <<<картинка3D>>> )

( <<<картинка малая>>> )

Общие Хим. формула C4H10 Физические свойства Молярная масса 58,12 г/моль Плотность 0,6010 (при 0 °C) г/см³ Энергия ионизации 10,63 ± 0,01 эВ [2] Термические свойства Температура • плавления −138,4 °C • кипения −0,5 °C • вспышки −76 °F [1] и −60 °C [1] • самовоспламенения 372 °C Пределы взрываемости 1,6 ± 0,1 об.% [2] Давление пара 2,05 ± 0,01 атм [2] Химические свойства Растворимость • в воде 6,1 мг в 100 мл Классификация Рег. номер CAS 106-97-8 PubChem 7843 Рег. номер EINECS 203-448-7 SMILES Кодекс Алиментариус E943a RTECS EJ4200000 ChEBI 37808 Номер ООН 1011 ChemSpider 7555 Безопасность Предельная концентрация 300 мг/м³ NFPA 704

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. Медиафайлы на Викискладе

Бута́н (C4H10) — органическое соединение, углеводород класса алканов. В химии название используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана CH(CH3)3. Название происходит от корня «бут-» (французское название масляной кислоты — acide butyrique , от др.-греч. βούτῡρον , масло [3] ) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам). Вдыхание бутана вызывает дисфункцию лёгочно-дыхательного аппарата. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов, при разделении попутного нефтяного газа, «жирного» природного газа. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, малотоксичен, имеет специфический характерный запах, обладает наркотическими свойствами. По степени воздействия на организм газ относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007-76 [4] . Вредно воздействует на нервную систему [5] .

Содержание

Изомерия [ править | править код ]

Бутан имеет два изомера:

название формула структурная формула температура плавления, °С температура кипения, °С
н-бутан CH3–CH2–CH2–CH3 −138,3 −0,5
изобутан CH(CH3)3 −159,6 −11,7

Физические свойства [ править | править код ]

  • Бутан — бесцветный горючий газ, со специфическим запахом, при нормальном давлении легко сжижаем от −0,5 °C, замерзает при −138 °C; при повышенном давлении и обычной температуре — легколетучая жидкость. Критическая температура +152 °C, критическое давление 3,797 МПа.
  • Растворимость в воде — 6,1 мг в 100 мл (для н-бутана, при 20 °C), значительно лучше растворяется в органических растворителях [6] ). Может образовывать азеотропную смесь с водой при температуре около 100 °C и давлении 10 атм.
  • Плотность жидкой фазы — 580 кг/м³ [7]
  • Плотность газовой фазы при нормальных условиях — 2,703 кг/м³.
  • Теплота сгорания 45,8 МДж/кг (2657 МДж/моль (см. [8] ).
Читайте также:  Программа для работы с заказами клиентов

Нахождение и получение [ править | править код ]

  • Содержится в газовом конденсате и нефтяном газе (до 12 %). Является продуктом каталитического и гидрокаталитического крекинга нефтяных фракций. В лаборатории может быть получен по реакции Вюрца:

2 C 2 H 5 B r + 2 N a → C 4 H 10 + 2 N a B r <displaystyle <mathsf <2C_<2>H_<5>Br+2Na
ightarrow C_<4>H_<10>+2NaBr>>>

Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции [ править | править код ]

Прямогонную бутановую фракцию необходимо очищать от сернистых соединений, которые в основном представлены метил- и этил- меркаптанами. Метод очистки бутановой фракции от меркаптанов заключается в щелочной экстракции меркаптанов из углеводородной фракции и последующей регенерации щелочи в присутствии гомогенных или гетерогенных катализаторов кислородом воздуха с выделением дисульфидного масла.

Применение и реакции [ править | править код ]

При свободнорадикальном хлорировании образует смесь 1-хлор- и 2-хлорбутана. Их соотношение хорошо объясняется разницей в прочности связей С—Н в позиции 1 и 2 (425 и 411 кДж/моль).

При полном сгорании на воздухе образует углекислый газ и воду. Бутан применяется в смеси с пропаном в зажигалках, в газовых баллонах в сжиженном состоянии. Температура кипения бутана −0,5 °C, значительно выше, чем у пропана (−42 °C), поэтому в чистом виде его можно использовать только в теплом климате. Иногда используются «зимние» и «летние» смеси с различным составом (в летних бутана до 50%, в зимних — не больше 15%). Теплота сгорания 1 кг — 45,7 МДж (12,72 кВт·ч).

2 C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 C O 2 + 10 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+13O_<2>
ightarrow 8CO_<2>+10H_<2>O>>>

При недостатке кислорода образуется сажа, угарный газ или их смесь:

2 C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+5O_<2>
ightarrow 8C+10H_<2>O>>> 2 C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 C O + 10 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+9O_<2>
ightarrow 8CO+10H_<2>O>>>

Фирмой DuPont разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении:

2 C 4 H 10 + 7 O 2 → 2 C 4 H 2 O 3 + 8 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+7O_<2>
ightarrow 2C_<4>H_<2>O_<3>+8H_<2>O>>>

н-Бутан — сырьё для получения бутилена, 1,3-бутадиена, компонент бензинов с высоким октановым числом. Бутан высокой чистоты и особенно изобутан может быть использован в качестве хладагента в холодильных установках. Производительность таких систем немного ниже, чем фреоновых, но бутан безопасен для окружающей среды, в отличие от фреоновых хладагентов.

Читайте также:  Проектор benq w2000 отзывы

В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E943a, а изобутан — E943b, как пропеллент.

Безопасность [ править | править код ]

Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,4—9,3 % в воздухе по объёму. ПДК в воздухе рабочей зоны — 300 мг/м³.

Бутан имеет два изомера:

название формула структурная формула температура плавления, °С температура кипения, °С
н-бутан CH3–CH2–CH2–CH3 −138,3 −0,5
изобутан CH(CH3)3 −159,6 −11,7

Физические свойства

Бутан — бесцветный горючий газ, со специфическим запахом, легко сжижаемый (ниже 0 °C и нормальном давлении или при повышенном давлении и обычной температуре — легколетучая жидкость). Точка замерзания -138°С (при нормальном давлении). Растворимость в воде — 6,1 мг в 100 мл воды (для н-бутана, при 20 °C, значительно лучше растворяется в органических растворителях [3] ). Может образовывать азеотропную смесь с водой при температуре около 100 °C и давлении 10 атм.

  • Плотность жидкой фазы = 580 кг/м 3 [4] .
  • Плотность газовой фазы при нормальных условиях = 2,703 кг/м 3 .
  • Плотность газовой фазы при температуре при 15°С = 2,550 кг/м 3 .

Нахождение и получение

Содержится в газовом конденсате и нефтяном газе (до 12 %). Является продуктом гася каталитического и гидрокаталитического крекинга нефтяных фракций. В лаборатории может быть получен по реакции Вюрца:

Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции

Прямогонную бутановую фракцию необходимо очищать от сернистых соединений, которые в основном представлены метил- и этил- меркаптанами. Метод очистки бутановой фракции от меркаптанов заключается в щелочной экстракции меркаптанов из углеводородной фракции и последующей регенерации щелочи в присутствии гомогенных или гетерогенных катализаторов кислородом воздуха с выделением дисульфидного масла.

Применение и реакции

При свободнорадикальном хлорировании образует смесь 1-хлор- и 2-хлорбутана. Их соотношение хорошо объясняется разницей в прочности С-Н связей в позиции 1 и 2 (425 и 411 кДж/моль). При полном сгорании на воздухе образует углекислый газ и воду. Бутан применяется в смеси с пропаном в зажигалках, в газовых баллонах в сжиженном состоянии, где он имеет запах, так как содержит специально добавленные одоранты. При этом используются «зимние» и «летние» смеси с различным составом. Теплота сгорания 1 кг — 45,7 МДж (12,72 кВт·ч).

Читайте также:  Rvi сброс пароля admin

При недостатке кислорода образуется сажа или угарный газ или то и другое вместе.

Фирмой DuPont разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении:

н-Бутан — сырьё для получения бутена, 1,3-бутадиена, компонент бензинов с высоким октановым числом. Бутан высокой чистоты и особенно изобутан может быть использован в качестве хладагента в холодильных установках. Производительность таких систем немного ниже, чем фреоновых. Бутан безопасен для окружающей среды, в отличие от фреоновых хладагентов.

В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E943a, а изобутан — E943b, как пропеллент.

Биологические эффекты

Вдыхание бутана вызывает удушье и сердечную аритмию. При попадании на тело сжиженного газа или струи его испарений вызывает охлаждение до −20 °C, что крайне опасно при ингаляциях.

Безопасность

Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,9 — 8,4 % в воздухе по объёму. ПДК в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³.

Характеристики и физические свойства бутана

Бутан практически не растворим в воде, так как его молекулы малополярны и не взаимодействуют с молекулами воды. Он хорошо растворяется в неполярных органических растворителях, таких как бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и др.

Рис. 1. Строение молекулы бутана.

Таблица 1. Физические свойства бутана.

Плотность (0 o С), г/см 3

Температура плавления, o С

Температура кипения, o С

Получение бутана

Основными источникамибутанаявляются нефть и природный газ. Его можно выделить фракционной перегонкой природного газа или бензиновой фракции нефти.

В лабораторных условиях бутан получают следующими способами:

— гидрированием непредельных углеводородов

— по реакции щелочного плавления солей одноосновных органических кислот

— взаимодействием галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

Химические свойства бутана

В обычных условиях бутан не реагирует с концентрированными кислотами, расплавленными и концентрированными щелочами, щелочными металлами, галогенами (кроме фтора), перманганатом калия и дихроматом калия в кислой среде.

Для бутана наиболее характерны реакции, протекающие по радикальному механизму. Энергетически более выгоден гомолитический разрыв связей C-H и C-C, чем их гетеролитический разрыв.

Все химические превращения бутана протекают с расщеплением:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector