Бутан - Butane

Не путать с бутен, Butyne, или же Бутан.
Бутан
Скелетная формула бутана со всеми показанными неявными атомами водорода
Скелетная формула бутана со всеми показанными атомами углерода и водорода
Шаровидная модель молекулы бутана
Модель заполнения пространства молекулы бутана
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Бутан[3]
Систематическое название ИЮПАК
Тетракарбан (никогда не рекомендуется[3])
Другие имена
Бутилгидрид;[1] Квартан;[2] Хладагент 3-11-0
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
969129
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.003.136 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 203-448-7
Номер EE943a (глазурь, ...)
1148
КЕГГ
MeSHбутан
Номер RTECS
  • EJ4200000
UNII
Номер ООН1011
Характеристики
C4ЧАС10
Молярная масса58.124 г · моль−1
ВнешностьБесцветный газ
ЗапахКак бензин или природный газ[1]
Плотность2,48 кг / м3 (при 15 ° C (59 ° F))
Температура плавления От -140 до -134 ° С; От -220 до -209 ° F; 133–139 К
Точка кипения От -1 до 1 ° С; От 30 до 34 ° F; От 272 до 274 К
61 мг л−1 (при 20 ° C (68 ° F))
бревно п2.745
Давление газа~ 170 кПа при 283 К [4]
11 нмоль Па−1 кг−1
Конъюгированная кислотаБутан
-57.4·10−6 см3/ моль
Термохимия
98,49 Дж К−1 моль−1
−126,3–−124,9 кДж моль−1
−2,8781–−2,8769 МДж моль−1
Опасности[5]
Паспорт безопасностиВидеть: страница данных
Пиктограммы GHSGHS02: Легковоспламеняющийся
Сигнальное слово GHSОпасность
H220
P210
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания -60 ° С (-76 ° F, 213 К)
405 ° С (761 ° F, 678 К)
Пределы взрываемости1.8–8.4%
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
никто[1]
REL (Рекомендуемые)
TWA 800 частей на миллион (1900 мг / м3)[1]
IDLH (Непосредственная опасность)
1600 частей на миллион[1]
Родственные соединения
Родственные алканы
Родственные соединения
Перфторбутан
Страница дополнительных данных
Показатель преломления (п),
Диэлектрическая постоянная (εр), так далее.
Термодинамический
данные
Фазовое поведение
твердое тело – жидкость – газ
УФ, ИК, ЯМР, РС
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Бутан (/ˈбjuːтeɪп/) или же п-бутан является алкан с формулой C4ЧАС10. Бутан - это газ при комнатной температуре и атмосферном давлении. Бутан легко воспламеняется, бесцветен, легко сжиженный газ который быстро испаряется при комнатной температуре. Название бутан происходит от корней но- (из Масляная кислота, названный в честь греческого слова, обозначающего масло) и -ан. Это было обнаружено химиком Эдвард Франкленд в 1849 г.[6] Он был обнаружен растворенным в сырой нефти в 1864 году. Эдмунд Рональдс, который первым описал его свойства.[7][8]

Изомеры

Основная статья: C4H10
Распространенное имянормальный бутан
неразветвленный бутан
п-бутан		изобутан
я-бутан
Название ИЮПАКбутан2-метилпропан
Молекулярный
диаграмма		Бутан Льюис.svgИзобутан 1.svg
Скелетный
диаграмма		Бутан простой.svgI-Бутан-2D-Skeletal.svg

Вращение о центральном C − C связь производит два разных конформации (транс и бестактный) за п-бутан.[9]

Реакции

Спектр синего пламени от бутановая горелка показывая CH молекулярный радикальный полосы излучения и C2 Лебединые группы

Когда кислорода много, бутан горит с образованием углекислый газ и водяной пар; когда кислород ограничен, углерод (сажа ) или монооксид углерода. Бутан плотнее воздуха.

Когда кислорода достаточно:

2 С4ЧАС10 + 13 O2 → 8 СО2 + 10 часов2О

Когда кислород ограничен:

2 С4ЧАС10 + 9 O2 → 8 СО + 10 ч2О

Максимум адиабатическое пламя температура бутана с воздуха составляет 2243 К (1970 ° C; 3578 ° F).

п-Бутан - сырье для DuPont каталитический процесс приготовления малеиновый ангидрид:

2 канала3CH2CH2CH3 + 7 O2 → 2 С2ЧАС2(CO)2O + 8 H2О

п-Бутан, как и все углеводороды, подвергается свободный радикал хлорирование дает как 1-хлор-, так и 2-хлорбутаны, а также более сильно хлорированные производные. Относительные скорости хлорирования частично объясняются разными энергии диссоциации связи, 425 и 411 кДж / моль для двух типов связей C-H.

Использует

Обычный бутан можно использовать для бензин смешивание в качестве топливного газа растворителя для экстракции ароматизаторов, отдельно или в смеси с пропан, и как сырье для производства этилен и бутадиен, ключевой ингредиент синтетическая резина. Изобутан в основном используется нефтеперерабатывающие заводы для усиления (увеличения) октан количество автомобильного бензина.[10][11][12][13]

При смешивании с пропан и других углеводородов, он может называться коммерчески СУГ, для сжиженного углеводородного газа. Используется как компонент бензина, как сырье для производства базовых нефтехимия в паровой крекинг, как топливо для сигарет зажигалки и как пропеллент в аэрозоли Такие как дезодоранты.[14]

Очень чистые формы бутана, особенно изобутана, могут использоваться в качестве хладагенты и в значительной степени заменили разрушающий озоновый слой галометаны, например, в бытовых холодильниках и морозильниках. Рабочее давление системы для бутана ниже, чем для галометанов, таких как R-12 Таким образом, системы с R-12, такие как автомобильные системы кондиционирования воздуха, при преобразовании в чистый бутан не будут работать оптимально, и поэтому используется смесь изобутана и пропана для обеспечения производительности системы охлаждения, сравнимой с R-12.

Бутан также используется как более легкий топливо для обычной зажигалки или бутановая горелка и продается в бутылках в качестве топлива для приготовления пищи, барбекю и походных печей. На мировом рынке канистр с бутаном доминируют южнокорейский производители.[15]

В качестве топлива его часто смешивают с небольшими количествами сероводород и меркаптаны что придаст несгоревшему газу неприятный запах, который легко уловить человеческим носом. Таким образом можно легко определить утечку бутана. Хотя сероводород и меркаптаны токсичны, они присутствуют в таких низких количествах, что опасность удушья и возгорания бутаном становится проблемой задолго до токсичности.[нужна цитата ] Наиболее коммерчески доступный бутан также содержит определенное количество загрязняющего масла, которое можно удалить путем фильтрации, но которое в противном случае оставит отложение в точке воспламенения и может в конечном итоге заблокировать равномерный поток газа.[16] Загрязняющие вещества не используются при экстракции ароматизаторов.[уточнить ] и бутановые газы могут вызвать взрыв газа в плохо вентилируемых помещениях, если утечки остаются незамеченными и воспламеняются от искры или пламени.[нужна цитата ]

Фото D2.jpgЗеленая зажигалка 1 ies.jpgAerosol.pngButaneGasCylinder WhiteBack.jpg
Канистры бутанового топлива для использования в походных печах.Бутановая зажигалка с резервуаром для жидкого бутанаАэрозольный баллончик, в котором в качестве пропеллента может использоваться бутан.Баллон с бутаном, используемый для приготовления пищи

Последствия и проблемы со здоровьем

Вдыхание бутана может вызвать: эйфория, сонливость, бессознательное состояние, асфиксия, аритмия сердца, колебания артериального давления и временная потеря памяти при злоупотреблении непосредственно из контейнера под высоким давлением и могут привести к смерти от удушье и мерцание желудочков. Он попадает в кровоток и в течение нескольких секунд вызывает интоксикацию.[17] Бутан является наиболее распространенным летучим веществом в Великобритании и стал причиной 52% смертей, связанных с растворителями, в 2000 году.[18] Распыляя бутан непосредственно в горло, струя жидкости может быстро охладиться до -20 ° C (-4 ° F) за счет расширения, вызывая длительное ларингоспазм.[19] "Внезапная смерть сниффера синдром, впервые описанный Бассом в 1970 г.,[20] является наиболее частой причиной смерти, связанной с растворителями, вызывая 55% известных смертельных случаев.[19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0068". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ Хофманн, Август Вильгельм Фон (1 января 1867 г.). «I. О действии трихлорида фосфора на соли ароматических монаминов». Труды Лондонского королевского общества. 15: 54–62. Дои:10.1098 / rspl.1866.0018. S2CID  98496840.
  3. ^ а б «Переднее дело». Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга). Кембридж: Королевское химическое общество. 2014. с. 4. Дои:10.1039 / 9781849733069-FP001. ISBN  978-0-85404-182-4. Точно так же сохраненные названия «этан», «пропан» и «бутан» никогда не заменялись систематическими названиями «дикарбан», «трикарбан» и «тетракарбан», как рекомендовалось для аналогов силана, «дисилан»; фосфан, «трифосфан»; и сульфан, «тетрасульфан».
  4. ^ В. Б. Кей (1940). "Соотношение давление-объем-температура для н-бутана". Промышленная и инженерная химия. 32 (3): 358–360. Дои:10.1021 / ie50363a016.
  5. ^ «Паспорт безопасности, название материала: н-бутан» (PDF). США: Matheson Tri-Gas Incorporated. 5 февраля 2011. Архивировано с оригинал (PDF) 1 октября 2011 г.. Получено 11 декабря 2011.
  6. ^ "Ок бумаги" (PDF). www.chem.qmul.ac.uk.
  7. ^ Уоттс, Х. (1868). Словарь по химии. 4. п. 385.
  8. ^ Maybery, C.F. (1896 г.). «О составе серных нефтей Огайо и Канады». Труды Американской академии искусств и наук. 31: 1–66. Дои:10.2307/20020618. JSTOR  20020618.
  9. ^ Роман Михайлович Балабин (2009). "Разница в энтальпии между конформациями нормальных алканов: исследование методом рамановской спектроскопии п-Пентан и п-Бутан". J. Phys. Chem. А. 113 (6): 1012–9. Дои:10.1021 / jp809639s. PMID  19152252.
  10. ^ MarkWest Energy Partners, L.P. Форма 10-K. Sec.gov
  11. ^ Copano Energy, L.L.C. Форма 10-К. Sec.gov. Проверено 12 декабря 2012.
  12. ^ Targa Resources Partners LP Form10-k. Sec.gov. Проверено 12 декабря 2012.
  13. ^ Crosstex Energy, L.P. FORM 10-K. Sec.gov
  14. ^ Праймер по смешиванию бензина. Информационный меморандум EPRINC
  15. ^ «Предприниматель преодолел тяготы китайской тюрьмы». houstonchronicle.com. 21 июня 2016 г.. Получено 20 сентября 2018.
  16. ^ "BHO Mystery Oil". Сканк Фарм Исследования. 2013-08-26. Получено 2019-12-05.
  17. ^ «Нейротоксические эффекты от бутанового газа». thcfarmer.com. 19 декабря 2009 г.. Получено 3 октября 2016.
  18. ^ Филд-Смит М., Бланд Дж. М., Тейлор Дж. С. и др. "Тенденции смертности, связанной со злоупотреблением летучими веществами, 1971–2004 гг." (PDF). Департамент наук об общественном здоровье. Лондон: Медицинская школа Святого Георгия. Архивировано из оригинал (PDF) 27 марта 2007 г.
  19. ^ а б Рэмси Дж., Андерсон Х.Р., Блур К. и др. (1989). «Введение в практику, распространенность и химическую токсикологию злоупотребления летучими веществами». Hum Toxicol. 8 (4): 261–269. Дои:10.1177/096032718900800403. PMID  2777265. S2CID  19617950.
  20. ^ Басс М. (1970). «Внезапная нюхательная смерть». JAMA. 212 (12): 2075–2079. Дои:10.1001 / jama.1970.03170250031004. PMID  5467774.

внешняя ссылка