Butan (látka)

Butan
Všeobecné
Chem. vzorec	C4H10 _ _ _
Fyzikální vlastnosti
Molární hmotnost	58,12 g/ mol
Hustota	plyn (při 0 °C) 2558 (normální podmínky) kg/m³ [1] 0,6010 g/cm³
Ionizační energie	1,7E-18 J
Tepelné vlastnosti
Teplota
•  tání	-138,4 °C
•  vroucí	-0,5 °C
•  bliká	-76 ℉ [2] a -60 °C [2]
•  samovznícení	372 °C
Meze výbušnosti	1,6 obj. %
Entalpie
•  spalování	124 MJ/m³ 47,9 MJ/kg [1] 2778 kJ/mol
Tlak páry	207 716,25 Pa
Chemické vlastnosti
Rozpustnost
• ve vodě	6,1 mg ve 100 ml
Klasifikace
Reg. Číslo CAS	106-97-8
PubChem	7843
Reg. číslo EINECS	203-448-7
ÚSMĚVY	CCCC
InChI	InChI=1S/C4H10/cl-3-4-2/h3-4H2,1-2H3IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N
Codex Alimentarius	E943a
RTECS	EJ4200000
CHEBI	37808
UN číslo	1011
ChemSpider	7555
Bezpečnost
Limitní koncentrace	300 mg/m³
NFPA 704	čtyři jeden jeden
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
Mediální soubory na Wikimedia Commons

Butan (C 4 H 10 ) je organická sloučenina , uhlovodík třídy alkanů . V chemii se tento název používá hlavně k označení n- butanu. Směs n- butanu a jeho izomeru isobutanu CH(CH 3 ) 3 má stejný název . Název pochází z kořene „but-“ (francouzský název pro kyselinu máselnou  je acide butyrique , z jiného řeckého βούτῡρον , olej [3] ) a přípony „-an“ (patřící k alkanům). Vdechování butanu způsobuje dysfunkci plicně-dýchacího aparátu. Obsažené v zemním plynu , vznikající při krakování ropných produktů , při separaci přidruženého ropného plynu , "tučný" zemní plyn . Jako zástupce uhlovodíkových plynů je hořlavý a výbušný, má nízkou toxicitu, má specifický charakteristický zápach a má narkotické vlastnosti. Podle stupně dopadu na tělo patří plyn k látkám 4. třídy nebezpečnosti (nízko nebezpečný) podle GOST 12.1.007-76 [4] . Škodlivě působí na nervový systém [5] . Při užívání při zneužívání návykových látek může být vysoce návykový.

Izomerismus

Butan má dva izomery :

Fyzikální vlastnosti

• Butan je bezbarvý hořlavý plyn, se specifickým zápachem, za normálního tlaku se snadno zkapalňuje od -0,5 ° C, mrzne při -138 ° C; za zvýšeného tlaku a normální teploty je to vysoce těkavá kapalina. Kritická teplota +152 °C, kritický tlak 3,797 MPa.
• Rozpustnost ve vodě - 6,1 mg na 100 ml (pro n- butan při 20 °C), mnohem lépe se rozpouští v organických rozpouštědlech [6] ). Může tvořit azeotropní směs s vodou při teplotě asi 100 °C a tlaku 10 atm.
• Hustota kapalné fáze — 580 kg/m³ [7]
• Hustota plynné fáze za normálních podmínek  je 2,703 kg/m³.
• Spalné teplo je 45,8 MJ/kg (2657 kJ/mol (viz [8] ).

Hustota butanu výrazně závisí na teplotě [9] .

Hledání a získávání

• Obsaženo v plynovém kondenzátu a ropném plynu (až 12%). Je produktem katalytického a hydrokatalytického krakování ropných frakcí. V laboratoři lze Wurtzovou reakcí získat :

Odsiřování (demerkaptanizace) butanové frakce

Primární butanová frakce musí být čištěna od sloučenin síry, kterými jsou především methyl a ethylmerkaptany . Způsob čištění butanové frakce od merkaptanů spočívá v alkalické extrakci merkaptanů z uhlovodíkové frakce a následné regeneraci alkálie za přítomnosti homogenních nebo heterogenních katalyzátorů vzdušným kyslíkem za uvolnění disulfidického oleje.

Aplikace a reakce

Volnou radikálovou chlorací tvoří směs 1-chlor- a 2-chlorbutanu. Jejich poměr dobře vysvětluje rozdíl v síle vazeb C–H v polohách 1 a 2 (425 a 411 kJ/mol).

Při úplném spálení na vzduchu tvoří oxid uhličitý a vodu. Butan se používá ve směsi s propanem v zapalovačích, v plynových lahvích ve zkapalněném stavu . Bod varu butanu je -0,5 °C, mnohem vyšší než u propanu (-42 °C), takže v čisté formě se může používat pouze v teplém klimatu. Někdy se používají "zimní" a "letní" směsi s různým složením (v létě butan až 50%, v zimě - ne více než 15%). Výhřevnost 1 kg je 45,7 MJ (12,72 kWh ).

Při nedostatku kyslíku se tvoří saze , oxid uhelnatý nebo jejich směs:

DuPont vyvinul metodu pro získání anhydridu kyseliny maleinové z n-butanu katalytickou oxidací:

n- Butan je surovina pro výrobu butylenu , 1,3-butadienu , složky benzínu s vysokým oktanovým číslem. Vysoce čistý butan a zejména isobutan lze použít jako chladivo v chladicích aplikacích. Výkon takových systémů je o něco nižší než u freonových systémů , ale butan je na rozdíl od freonových chladiv šetrný k životnímu prostředí.

V potravinářském průmyslu je butan registrován jako potravinářská přídatná látka E943a a isobutan je registrován jako pohonná látka E943b .

Zabezpečení

Hořlavý. Meze výbušnosti 1,4-9,3 % objemu ve vzduchu. MPC ve vzduchu v pracovní oblasti je 300 mg/m³.

Viz také

• Isobutan
• Cyklobutan

Poznámky

1. ↑ 1 2 Výhřevnost metanu, butanu a propanu . Autorský blog Alexeje Zaitseva . Staženo: 7. října 2022. (Ruština)
2. ↑ 1 2 PubChem  _
3. ↑ Na druhé straně další řečtina. βούτῡρον „máslo“ pochází z βοῦς „kráva, vůl“ a τυρός „sýr“.
4. ↑ GOST 20448-90. Uhlovodíkové zkapalněné topné plyny pro domácí spotřebu . Získáno 26. června 2011. Archivováno z originálu 7. ledna 2012. (neurčitý)
5. ↑ Plynové chromatografické měření hmotnostních koncentrací uhlovodíků: metanu, ethanu, ethylenu, propanu, propylenu, n- butanu, alfa-butylenu, isopentanu ve vzduchu pracovního prostoru. Metodické pokyny. MUK 4.1.1306-03 (schváleno HLAVNÍM STÁTNÍM SANITÁRNÍM LÉKAREM Ruské federace dne 30. března 2003)  (nepřístupný odkaz)
6. ↑ Chemická encyklopedie T1, M. 1988, str. 331, článek „Butany“
7. ↑ Fyzikální a chemické vlastnosti směsi propan-butan . Získáno 11. srpna 2012. Archivováno z originálu 1. října 2012. (neurčitý)
8. ↑ butan: fyzikální a chemické vlastnosti . www.chemport.ru Získáno 9. září 2019. Archivováno z originálu 13. září 2019. (neurčitý)
9. ↑ Oleksij Živenko. SPECIFIKA ÚČETNICTVÍ LPG PŘI JEHO SKLADOVÁNÍ A PŘEPRAVĚ  //  Měřicí technika a metrologie. - 2019. - Sv. 80 , iss. 3 . — S. 21–27 . — ISSN 2617-846X 0368-6418, 2617-846X . - doi : 10.23939/istcmtm2019.03.021 .

Literatura

• Lvov M. D. Butan, hydrocarbon // Encyklopedický slovník Brockhaus a Efron  : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.

Odkazy

Butan - Technická knihovna Neftegaz.RU [ Elektronický zdroj ]