Butan

n- butan
Jednoduchý butane.svgButan-2D-flat.png
Butane-3D-balls.pngButan-3D-space-filling.png
Struktura a reprezentace n- butanu
Identifikace
Název IUPAC butan
Synonyma

n-butan
diethylmethylethylmethan
.

N O CAS 106-97-8
Ne o ECHA 100 003 136
Ne o EC 203-448-7
N O RTECS EJ4200000
PubChem 7843
ÚSMĚVY CCCC
PubChem , 3D pohled
InChI InChI: 3D pohled
InChI = 1 / C4H10 / c1-3-4-2 / ​​h3-4H2,1-2H3
Vzhled Stlačený zkapalněný plyn, bez zápachu, bezbarvý.
Chemické vlastnosti
Hrubý vzorec C 4 H 10   [izomery]
Molární hmotnost 58,1222 ± 0,0039  g / mol
C 82,66%, H 17,34%,
Fyzikální vlastnosti
T. fúze -138,29  ° C
T ° vroucí -0,5  ° C
Rozpustnost 61,2  mg · l -1 ( voda , 25  ° C )
Parametr rozpustnosti δ 13,9  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Objemová hmotnost 601,1  g · l -1 (kapalina, -0,5  ° C )
2,709  g · l -1 (plyn,° C , 1013  mbar )

rovnice:
Hustota kapaliny v kmol · m -3 a teplota v Kelvinech, od 134,86 do 425,12 K.
Vypočtené hodnoty:
0,57324 g · cm -3 při 25 ° C.

T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 )
134,86 -138,29 12,62 0,73351
154,21 -118,94 12,33412 0,7169
163,89 -109,26 12.18848 0,70843
173,56 -99,59 12,04073 0,69984
183,24 -89,91 11,89073 0,69112
192,91 -80,24 11,73834 0,68227
202,59 -70,56 11,5834 0,67326
212,26 -60,89 11,42572 0,6641
221,94 -51,21 11,26509 0,65476
231,61 -41,54 11.10129 0,64524
241,29 -31,86 10,93405 0,63552
250,96 -22,19 10,76308 0,62558
260,64 -12,51 10,58803 0,61541
270,31 -2,84 10,40851 0,60497
279,99 6,84 10,22405 0,59425
T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 )
289,67 16,52 10.03411 0,58321
299,34 26,19 9,83805 0,57182
309,02 35,87 9,63507 0,56002
318,69 45,54 9,42423 0,54776
328,37 55,22 9.20432 0,53498
338,04 64,89 8,97383 0,52159
347,72 74,57 8,73078 0,50746
357,39 84,24 8,47252 0,49245
367,07 93,92 8.19533 0,47634
376,74 103,59 7,89378 0,45881
386,42 113,27 7,55932 0,43937
396,09 122,94 7,17716 0,41716
405,75 132,62 6,71732 0,39043
415,44 142,29 6,09758 0,35441
425.12 151,97 3,927 0,22825

Graf P = f (T)

Teplota samovznícení 287  ° C
Bod vzplanutí -60  ° C
Meze výbušnosti ve vzduchu 1,8 - 8,4  % obj
Tlak nasycených par 2,081  bar při 20  ° C
2,8  bar při 30  ° C
4,9  bar při 50  ° C

rovnice:
Tlak v pascalech a teplota v Kelvinech od 134,86 do 425,12 K.
Vypočtené hodnoty:
243680,17 Pa při 25 ° C.

T (K) T (° C) P (Pa)
134,86 -138,29 0,674
154,21 -118,94 16.02
163,89 -109,26 57,09
173,56 -99,59 173,39
183,24 -89,91 460,98
192,91 -80,24 1,096,03
202,59 -70,56 2370,82
212,26 -60,89 4,731,13
221,94 -51,21 8810,3
231,61 -41,54 15455,79
241,29 -31,86 25 745,49
250,96 -22,19 40,992,9
260,64 -12,51 62 741,91
270,31 -2,84 92 753,52
279,99 6,84 132 987,18
T (K) T (° C) P (Pa)
289,67 16,52 185 580,13
299,34 26,19 252 827,5
309,02 35,87 337 165,82
318,69 45,54 441 161,76
328,37 55,22 567 507,38
338,04 64,89 719 022,71
347,72 74,57 898,665,96
357,39 84,24 1,109,551.33
367,07 93,92 1,354,974.41
376,74 103,59 1638444,86
386,42 113,27 1 963 726,18
396,09 122,94 2 334 882,52
405,75 132,62 2,756,332.57
415,44 142,29 3 232 910,64
425.12 151,97 3 769 900
P = f (T)
Kritický bod 151,85  ° C
38,0  bar
0,255  l · mol -1
Trojitý bod -138,55  ° C
0,007  mbar
Rychlost zvuku 1034  m · s -1 (kapalina, -0,5  ° C )
Termochemie
S 0 kapalina, 1 bar 231  J · mol -1 · K -1
Δ f H 0 plyn -125,6  kJ · mol -1
Δ vap H ° 22,389  kJ · mol -1 -1,1  ° C
C str 132,42  J · mol -1 · K -1 (kapalina, -3,15  ° C )

98,49  J · mol -1 · K -1 (plyn, 25  ° C )

rovnice:
Tepelná kapacita plynu v J · mol -1 · K -1 a teplota v Kelvinech, od 200 do 1 500 K.
Vypočtené hodnoty: 100
589 J · mol -1 · K -1 při 25 ° C

T
(K)
T
(° C)
C str
C str
200 -73,15 75134 1293
286 12,85 97 515 1678
330 56,85 108 536 1867
373 99,85 118,991 2,047
416 142,85 129 112 2221
460 186,85 139 103 2393
503 229,85 148 491 2,555
546 272,85 157 495 2710
590 316,85 166 299 2861
633 359,85 174,494 3002
676 402,85 182 281 3 136
720 446,85 189 823 3266
763 489,85 196 778 3 386
806 532,85 203 325 3 498
850 576,85 209 608 3,606
T
(K)
T
(° C)
C str
C str
893 619,85 215 352 3 705
936 662,85 220 714 3 797
980 706,85 225 821 3 885
1023 749,85 230 460 3 965
1066 792,85 234,770 4039
1110 836,85 238 863 4 110
1,153 879,85 242,581 4,174
1196 922,85 246,048 4 233
1240 966,85 249,369 4 290
1283 1,009,85 252427 4343
1326 1 052,85 255 339 4393
1370 1096,85 258,207 4,442
1413 1,139,85 260 946 4 490
1456 1182,85 263 666 4,536
1 500 1 226,85 266,481 4,585
PCS 49,4  MJ · kg -1
PCI 45,6  MJ · kg -1
Elektronické vlastnosti
1 re ionizační energie 10,53  ± 0,10  eV (plyn)
Opatření
SGH
SGH02: HořlavýSGH04: Plyny pod tlakem
Nebezpečí H220, H220  : Extrémně hořlavý plyn

S> 0,1% butadienu  :
SGH02: HořlavýSGH04: Plyny pod tlakemSGH08: Senzibilizátor, mutagen, karcinogen, reprotoxický
Nebezpečí H220, H340, H350, H220  : Extrémně hořlavý plyn
H340  : Může způsobit genetické vady (uveďte cestu expozice, je-li přesvědčivě prokázáno, že žádná jiná cesta expozice nezpůsobuje stejné nebezpečí)
H350  : Může způsobit rakovinu (uveďte cestu expozice) expozice, je-li přesvědčivě prokázáno, že žádná jiná cesta expozice nevede ke stejnému nebezpečí)
WHMIS
A: Stlačený plynB1: Hořlavý plyn
A, B1, A  :
Absolutní tlak par stlačeného plynu při 50  ° C = 500  kPa
B1  :
Dolní mez hořlavosti hořlavého plynu = 1,9%

Zveřejnění při 1,0% podle seznamu zveřejněných složek
NFPA 704

Symbol NFPA 704

4 1 0
Doprava
23
   1011   
Kemlerův kód:
23  : hořlavý plyn
UN číslo  :
1011  : BUTANE
Třída:
2.1
Klasifikační kód:
2F  : Zkapalněný plyn, hořlavý;
Štítek: 2.1  : Hořlavé plyny (odpovídá skupinám označeným velkým F); Balení: -
Piktogram ADR 2.1



23
   1075   
Kemlerův kód:
23  : hořlavý plyn
UN číslo  :
1075  : ZKUŠENÝ ROPNÝ PLYN; nebo ZKUŠENÝ ROPNÝ PLYN
Třída:
2.1
Klasifikační kód:
2F  : Zkapalněný plyn, hořlavý;
Štítek: 2.1  : Hořlavé plyny (odpovídá skupinám označeným velkým F); Balení: -
Piktogram ADR 2.1



23
   1965   
Kemlerův kód:
23  : hořlavý plyn
UN číslo  :
1965  : HYDROCARBON GAS MIXTURE, LIQUEFIED, NOS
Třída:
2.1
Klasifikační kód:
2F  : Zkapalněný plyn, hořlavý;
Štítek: 2.1  : Hořlavé plyny (odpovídá skupinám označeným velkým F); Balení: -
Piktogram ADR 2.1


Ekotoxikologie
LogP 2,89
Prahová hodnota zápachu nízká: 1262  ppm
vysoká: 5048  ppm
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak.

Butan je uhlovodíkový nasycený rodiny alkanů a vzorce surové C 4 H 10. Existuje ve dvou izomerních formách , n- butanu a isobutanu nebo 2-methylpropanu .

použití

Butan je plyn, který se používá hlavně jako palivo pro domácnost (plynový sporák, ohřívač vody) a také jako záložní zdroj, zejména pro vytápění (plynový radiátor pro interiér obytných prostor, obchodů a dílen, jakož i pro vytápění. venku). Obvykle je balen do 13 kg lahve .

Používá se také jako palivo v plynových zapalovačích.

Pro venkovní použití je propan vhodnější z důvodu nižší teploty varu.

V průmyslovém měřítku, butan je činidlo pro syntézu ethylenu a propylenu od parního krakování , z butadienu pomocí katalytické dehydrogenace a anhydridu kyseliny maleinové , které proces DuPont . Nekatalytická oxidace butanu se používá pro syntézu kyseliny octové a izomerace kyselou katalýzou převádí n-butan na isobutan .

Stejně jako mnoho uhlovodíků reaguje butan s chlorem za vzniku 1-chlor- a 2-chlorbutanu, ale také dalších substituovaných sloučenin. Rychlost chlorace lze částečně vysvětlit různými disociačními energiemi, 425 a 411 kJ / mol pro 2 typy CH vazeb (2 centrální uhlíky mají slabší CH vazby).

Fyzikálně-chemické vlastnosti

Je rozpustný v alkoholu a etheru , ale málo ve vodě. Není příliš reaktivní, vyžaduje, aby se katalyzátor účastnil chemických reakcí, kromě samozřejmě reakce spalování s kyslíkem .

Tlak nasycených par:

Teplota Tlak Teplota Tlak
-103,15  ° C 0,1  kPa -33,15  ° C 24,1  kPa
-98,15  ° C 0,2  kPa -28,15  ° C 30,9  kPa
-93,15  ° C 0,3  kPa -23,15  ° C 39,1  kPa
-88,15  ° C 0,5  kPa -18,15  ° C 49,1  kPa
-83,15  ° C 0,8  kPa -13,15  ° C 61,0  kPa
-78,15  ° C 1,3  kPa -8,15  ° C 75,0  kPa
-73,15  ° C 1,9  kPa -3,15  ° C 91,5  kPa
-68,15  ° C 2,8  kPa 1,85  ° C 111  kPa
-63,15  ° C 4,0  kPa 6,85  ° C 133  kPa
-58,15  ° C 5,7  kPa 11,85  ° C 159  kPa
-53,15  ° C 7,8  kPa 16,85  ° C 188  kPa
-48,15  ° C 10,6  kPa 21,85  ° C 221  kPa
-43,15  ° C 14,1  kPa 26,85  ° C 258  kPa
-38,15  ° C 18,5  kPa 50  ° C 490  kPa

Výroba a syntéza

N-butan se získává tlakovou destilací LPG ( zkapalněný ropný plyn ), jakož i čištěním zemního plynu .

Poznámky a odkazy

  1. BUTAN (LIQUEFIED GAS) , bezpečnostní list (y) Mezinárodního programu pro chemickou bezpečnost , konzultován 9. května 2009
  2. vypočtená molekulová hmotnost od „  atomové hmotnosti prvků 2007  “ na www.chem.qmul.ac.uk .
  3. Záznam „n-Butan“ v chemické databázi GESTIS IFA (německý orgán odpovědný za bezpečnost a ochranu zdraví při práci) ( německy , anglicky ), přístup k 5. říjnu 2009 (je vyžadován JavaScript)
  4. „  BUTANE  “ , v databance nebezpečných látek (přístup k 22. prosinci 2009 )
  5. (in) James E. Mark, Fyzikální vlastnosti příručky pro polymery , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  str. ( ISBN  978-0-387-69002-5 a 0-387-69002-6 , online prezentace ) , s.  294
  6. (en) Robert H. Perry a Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , str.  2-50
  7. (en) „Butane“ na NIST / WebBook , přístup 11. února 2010
  8. (in) William M. Haynes , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor and Francis,1 st 07. 2010, 91 th  ed. , 2610  s. ( ISBN  9781439820773 , online prezentace ) , s.  14-40
  9. Aston, JG; Messerly, GH, Tepelná kapacita a entropie, teplo fúze a odpařování a tlak par n-butanu, J. Am. Chem. Soc., 1940, 62, 1917-1923
  10. Pittam, DA; Pilcher, G., Měření tepla spalování plamenovou kalorimetrií. Část 8. - Methan, ethan, propan, n-butan a 2-methylpropan, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1, 1972, 68, 2224-2229
  11. (in) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams , sv.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
  12. Butan Propanové plyny
  13. (in) David R. Lide , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor and Francis,17. června 2008, 89 th  ed. , 2736  str. ( ISBN  9781420066791 , online prezentace ) , s.  10-205
  14. Indexové číslo 601-004-00-0 v tabulce 3.1 přílohy VI nařízení ES č. 1272/2008 (16. prosince 2008)
  15. Indexové číslo 601-004-01-8 v tabulce 3.1 přílohy VI nařízení ES č. 1272/2008 (16. prosince 2008)
  16. „  Butan  “ v databázi chemických látek Reptox z CSST (quebecká organizace odpovědná za bezpečnost a ochranu zdraví při práci), přístup k 24. dubnu 2009
  17. „  n-Butan  “ na adrese hazmap.nlm.nih.gov (přístup 14. listopadu 2009 )
  18. Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut Höke, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Hydrocarbons , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co,2000
  19. (in) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press,2009, 90 th  ed. , 2804  s. , Vázaná kniha ( ISBN  978-1-4200-9084-0 ) , s.  6-109

Podívejte se také

externí odkazy