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) 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 (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007-76. Вредно воздействует на нервную систему. При использовании в токсикомании может вызывать сильное привыкание.
Бутан | |||
---|---|---|---|
![]() | |||
Общие | |||
Хим. формула | C4H10 | ||
Физические свойства | |||
Молярная масса | 58,12 г/моль | ||
Плотность | газ (при 0 °C) 2,558 (нормальные условия) кг/м³ жидкая фаза 0,6010 г/см³ | ||
Энергия ионизации | 10,63 эВ и 10,53 эВ | ||
Термические свойства | |||
Температура | |||
• плавления | −138,4 °C | ||
• кипения | −0,5 °C | ||
• вспышки | −76 ℉ и −60 °C | ||
• самовоспламенения | 372 °C | ||
Пределы взрываемости | 1,6 об.% | ||
Энтальпия | |||
• сгорания | 124 МДж/м³ 47,9 МДж/кг 2778 кДж/моль | ||
Давление пара | 207 716,25 Па | ||
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 | |||
InChI | |||
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. | |||
![]() |
Изомерия
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, 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). Может образовывать азеотропную смесь с водой при температуре около 100 °C и давлении 10 атм.
- Плотность жидкой фазы — 580 кг/м³
- Плотность газовой фазы при нормальных условиях — 2,703 кг/м³.
- (Теплота сгорания) 45,8 МДж/кг (2657 кДж/моль (см.).
Плотность бутана существенно зависит от температуры .
Нахождение и получение
- Можно получить путем электролиза (пропионовой кислоты):
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 (щёлочной) экстракции меркаптанов из углеводородной фракции и последующей регенерации щёлочи 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 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).
При недостатке кислорода образуется (сажа), (угарный газ) или их смесь:
Фирмой DuPont разработан метод получения (малеинового ангидрида) из н-бутана при каталитическом окислении:
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.
В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E943a, а изобутан — E943b, как (пропеллент).
Безопасность
Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,4—9,3 % в воздухе по объёму. ПДК в воздухе рабочей зоны — 300 мг/м³.
См. также
- (Изобутан)
- (Циклобутан)
Примечания
- Теплота сгорания метана, бутана и пропана . Авторский блог Алексея Зайцева. Дата обращения: 7 октября 2022. 7 октября 2022 года.
- PubChem (англ.)
- David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — (CRC Press), 1993. —
- В свою очередь, др.-греч. βούτῡρον «масло» происходит от βοῦς «корова, вол» и τυρός «сыр».
- ГОСТ 20448-90. Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления . Дата обращения: 26 июня 2011. 7 января 2012 года.
- Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003) (недоступная ссылка)
- Химическая энциклопедия Т1, М. 1988, стр. 331, Статья «Бутаны»
- Физико-химические свойства пропан-бутановой смеси . Дата обращения: 11 августа 2012. 1 октября 2012 года.
- бутан: физические и химические свойства . www.chemport.ru. Дата обращения: 9 сентября 2019. 13 сентября 2019 года.
- Oleksiy Zivenko. LPG ACCOUNTING SPECIFICITY DURING ITS STORAGE AND TRANSPORTATION (англ.) // Measuring Equipment and Metrology. — 2019. — Vol. 80, iss. 3. — P. 21–27. — ISSN 2617-846X 0368-6418, 2617-846X. — doi:10.23939/istcmtm2019.03.021.
Литература
- (Львов М. Д.) Бутан, углеводород // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Ссылки
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер