Butan - Butane

Butan
Kosterní vzorec butanu se všemi implicitními vodíky
Kosterní vzorec butanu se všemi znázorněnými atomy uhlíku a vodíku
Ball-and-stick model molekuly butanu
Prostorový model molekuly butanu
Jména
Preferovaný název IUPAC
Butan
Systematický název IUPAC
Tetracarbane (nikdy se nedoporučuje)
Ostatní jména
Butylhydrid; Quartan; Chladivo 3-11-0
Identifikátory
3D model ( JSmol )
969129
ČEBI
CHEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA 100,003,136 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
E číslo E943a (zasklívací prostředky, ...)
1148
KEGG
Pletivo butan
Číslo RTECS
UNII
UN číslo 1011
  • InChI = 1S/C4H10/c1-3-4-2/h3-4H2,1-2H3 šekY
    Klíč: IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N šekY
  • CCCC
Vlastnosti
C 4 H 10
Molární hmotnost 58,124  g · mol −1
Vzhled Bezbarvý plyn
Zápach Benzín nebo zemní plyn
Hustota 2,48 kg/m 3 (při 15 ° C (59 ° F))
Bod tání -140 až -134 ° C; -220 až -209 ° F; 133 až 139 K.
Bod varu -1 až 1 ° C; 30 až 34 ° F; 272 až 274 K.
61 mg/L (při 20 ° C (68 ° F))
log P 2,745
Tlak páry ~ 170 kPa při 283 K.
11 nmol Pa −1 kg −1
Konjugovaná kyselina Butan
−57,4 · 10 −6 cm 3 /mol
Termochemie
98,49 J/(K · mol)
Standardní entalpie
tvorby
f H 298 )
−126,3–−124,9 kJ/mol
−2,8781– -2,8769 MJ/mol
Nebezpečí
Bezpečnostní list Viz: datová stránka
Piktogramy GHS GHS02: Hořlavý GHS04: Stlačený plyn
Signální slovo GHS Nebezpečí
H220
P210
NFPA 704 (ohnivý diamant)
1
4
0
Bod vzplanutí -60 ° C (-76 ° F, 213 K)
405 ° C (761 ° F; 678 K)
Výbušné limity 1,8–8,4%
NIOSH (limity expozice USA pro zdraví):
PEL (přípustné)
žádný
REL (doporučeno)
PEL 800 ppm (1900 mg/m 3 )
IDLH (bezprostřední nebezpečí)
1600 ppm
Související sloučeniny
Související alkany
Související sloučeniny
Perfluorobutan
Stránka doplňkových údajů
Index lomu ( n ),
dielektrická konstantar ) atd.
Termodynamická
data
Fázové chování
pevná látka – kapalina – plyn
UV , IR , NMR , MS
Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit  ( co je to   ?) šekY☒N.
Reference na infobox

Butan ( / b ju t n / ), nebo n butanu je alkan se vzorcem C 4 H 10 . Butan je plyn při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku. Butan je vysoce hořlavý, bezbarvý, snadno zkapalněný plyn, který se při pokojové teplotě rychle odpařuje. Název butan pochází z kořenů but- (z kyseliny máselné , pojmenované podle řeckého slova pro máslo) a -ane . Byl objeven chemikem Edwardem Franklandem v roce 1849. Byl nalezen rozpuštěný v ropě v roce 1864 Edmundem Ronaldem , který jako první popsal jeho vlastnosti.

Dějiny

Butan objevil chemik Edward Frankland v roce 1849. Byl nalezen rozpuštěný v ropě v roce 1864 Edmundem Ronaldem, který jako první popsal jeho vlastnosti.

Izomery

Běžné jméno normální butan
nerozvětvený butan
n -butan
isobutan
i -butan
Název IUPAC butan methylpropan
Molekulární
diagram
Butan Lewis.svg Isobutan 1. svg
Kosterní
diagram
Butane simple.svg I-Butane-2D-Skeletal.svg

Rotace kolem centrální vazby C -C vytváří dvě různé konformace ( trans a gauche ) pro n -butan.

Reakce

Spektrum modrého plamene z butanového hořáku ukazující emisi pásma molekulárních radikálů CH a pásy C 2 Swan

Když je kyslíku dostatek, butan hoří za vzniku oxidu uhličitého a vodní páry; když je omezen kyslík, může se také tvořit uhlík ( saze ) nebo oxid uhelnatý . Butan je hustší než vzduch.

Když je dostatek kyslíku:

2 C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O

Když je kyslík omezený:

2 C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O

Hmotnostní butan obsahuje asi 49,5  MJ / kg (13,8  kWh /kg; 22,5 MJ/ lb ; 21 300  Btu /lb) nebo objem kapaliny 29,7 megajoulů na litr (8,3 kWh/l; 112 MJ/US gal; 107 000 Btu/US gal).

Maximální adiabatická teplota plamene butanu se vzduchem je 2 243 K (1 970 ° C; 3 578 ° F).

n butan je surovinou pro DuPont katalytický proces je pro přípravu maleinanhydridu :

2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 7 O 2 → 2 C 2 H 2 (CO) 2 O + 8 H 2 O

n- Butan, stejně jako všechny uhlovodíky, prochází chlorací volných radikálů, přičemž poskytuje jak 1-chlor- a 2-chlorbutan, tak i více vysoce chlorovaných derivátů. Relativní rychlosti chlorace jsou částečně vysvětleny rozdílnými energiemi disociační vazby , 425 a 411 kJ /mol pro dva typy vazeb CH.

Využití

Normální butan lze použít pro míchání benzinu , jako topný plyn, rozpouštědlo pro extrakci vonných látek, buď samotné nebo ve směsi s propanem , a jako výchozí surovinu pro výrobu ethylenu a butadienu , klíčové složky syntetického kaučuku . Isobutan primárně používají rafinerie ke zvýšení (zvýšení) oktanového čísla automobilového benzínu.

Když je smíchán s propanem a jinými uhlovodíky, může být pro zkapalněný ropný plyn komerčně označován jako LPG . Používá se jako benzínová složka, jako výchozí surovina pro výrobu základních petrochemických produktů při parním krakování , jako palivo pro zapalovače cigaret a jako pohonná látka v aerosolových sprejích, jako jsou deodoranty .

Jako chladiva lze použít velmi čisté formy butanu, zejména isobutan, a do značné míry nahradily halometany poškozující ozonovou vrstvu , například v domácích chladničkách a mrazničkách. Provozní tlak systému pro butan je nižší než u halomethanů, jako je R-12 , takže systémy R-12, jako například v automobilových klimatizačních systémech, nebudou při převodu na čistý butan fungovat optimálně, a proto je směs isobutanu a propanu slouží k zajištění výkonu chladicího systému srovnatelného s R-12.

Butan se také používá jako lehčí palivo pro běžný zapalovač nebo butanový hořák a prodává se v lahvích jako palivo pro vaření, grilování a kempování. Globálnímu trhu s butanovými kanystry dominují jihokorejští výrobci.

Jako palivo se často mísí s malým množstvím sirovodíku a merkaptanů, které dodají nespálenému plynu urážlivý zápach snadno rozpoznatelný lidským nosem. Tímto způsobem lze snadno identifikovat úniky butanu. I když jsou sirovodík a merkaptany toxické, jsou přítomny v tak nízkých hladinách, že butan se udušením a nebezpečím požáru stává problémem daleko před toxicitou. Většina komerčně dostupných butanů také obsahuje určité množství kontaminujícího oleje, který lze odstranit filtrací, ale který jinak zanechá v místě zapálení usazeniny a může případně zablokovat rovnoměrný tok plynu. Butan používaný při extrakci vonných látek tyto kontaminanty neobsahuje a butanové plyny mohou způsobit explozi plynu ve špatně větraných prostorách, pokud úniky zůstanou bez povšimnutí a jsou zapáleny jiskrou nebo plamenem. Butan ve své nejčistší formě se také používá jako rozpouštědlo při průmyslové extrakci konopné oleje.

Účinky a zdravotní problémy

Vdechování butanu může při zneužívání přímo z vysoce přetlakové nádoby způsobit euforii , ospalost , bezvědomí , asfyxii , srdeční arytmii , kolísání krevního tlaku a dočasnou ztrátu paměti a může způsobit smrt udušením a komorovou fibrilací . Vstupuje do krevního zásobení a během několika sekund vyvolává intoxikaci. Butan je nejčastěji zneužívanou těkavou látkou ve Velké Británii a byl příčinou 52% úmrtí souvisejících s rozpouštědly v roce 2000. Postřikem butanu přímo do hrdla se proud tekutiny může rychle ochladit na -20 ° C (-4 ° C) F) expanzí způsobující prodloužený laryngospasmus . SyndromNáhlé smrti smrkáče “, který poprvé popsal Bass v roce 1970, je nejčastější jedinou příčinou smrti související s rozpouštědly, což má za následek 55% známých smrtelných případů.

Viz také

Reference

externí odkazy