Меню Главная Случайная статья Настройки Бутан (вещество) Материал из https://ru.wikipedia.org Бутан (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. , масло[5]) 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[6]. Вредно воздействует на нервную систему[7]. При использовании в токсикомании может вызывать сильное привыкание. Содержание 1 Изомерия 2 Физические свойства 3 Нахождение и получение 4 Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции 5 Применение и реакции 6 Безопасность 7 См. также 8 Примечания 9 Литература Изомерия Бутан имеет два изомера: название формула структурная формула температура плавления, °С температура кипения, °С н-бутан CH3–CH2–CH2–CH3 -138,4 -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[8]). Может образовывать азеотропную смесь с водой при температуре около 100 °C и давлении 10 атм. Плотность жидкой фазы — 580 кг/м[9] Плотность газовой фазы при нормальных условиях — 2,703 кг/м. Теплота сгорания 45,8 МДж/кг (2657 кДж/моль (см.[10]). Плотность бутана существенно зависит от температуры[11]. Нахождение и получение Можно получить путем электролиза пропионовой кислоты: ${\displaystyle {\ce {2C2H5COO- = 2CO2 + C4H10}}}$ 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). ${\displaystyle {\mathsf {2C_{4}H_{10}+13O_{2}\rightarrow 8CO_{2}+10H_{2}O}}}$ При недостатке кислорода образуется сажа, угарный газ или их смесь: ${\displaystyle {\mathsf {2C_{4}H_{10}+5O_{2}\rightarrow 8C+10H_{2}O}}}$ ${\displaystyle {\mathsf {2C_{4}H_{10}+9O_{2}\rightarrow 8CO+10H_{2}O}}}$ Фирмой DuPont разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении: ${\displaystyle {\mathsf {2C_{4}H_{10}+7O_{2}\rightarrow 2C_{4}H_{2}O_{3}+8H_{2}O}}}$ 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. 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/м. См. также Изобутан Циклобутан Примечания 1 2 Теплота сгорания метана, бутана и пропана  (рус.). Авторский блог Алексея Зайцева. Дата обращения: 7 октября 2022. Архивировано 7 октября 2022 года. 1 2 PubChem (англ.) по ГОСТ 12.1.005-88 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5 В свою очередь, др.-греч. «масло» происходит от «корова, вол» и «сыр». ГОСТ 20448-90. Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления . Дата обращения: 26 июня 2011. Архивировано 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. Архивировано 1 октября 2012 года. бутан: физические и химические свойства . www.chemport.ru. Дата обращения: 9 сентября 2019. Архивировано 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.