Butan - Butane

Nesmí být zaměňována s buten, butyne nebo Bhútán.
Butan
Kosterní vzorec butanu se všemi implicitními vodíky
Kosterní vzorec butanu se všemi atomy uhlíku a vodíku
Kuličkový model molekuly butanu
Model molekuly butanu vyplňující prostor
Jména
Preferovaný název IUPAC
Butan[3]
Systematický název IUPAC
Tetrakarban (nikdy se nedoporučuje[3])
Ostatní jména
Butyl hydrid;[1] Kvartan;[2] Chladivo 3-11-0
Identifikátory
3D model (JSmol )
969129
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.003.136 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 203-448-7
Číslo E.E943a (zasklívací prostředky, ...)
1148
KEGG
Pletivobutan
Číslo RTECS
  • EJ4200000
UNII
UN číslo1011
Vlastnosti
C4H10
Molární hmotnost58.124 g · mol−1
VzhledBezbarvý plyn
ZápachBenzín nebo zemní plyn[1]
Hustota2,48 kg / m3 (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−1 (při 20 ° C (68 ° F))
log P2.745
Tlak páry~ 170 kPa při 283 K. [4]
11 nmol Pa−1 kg−1
Konjugovaná kyselinaButan
-57.4·10−6 cm3/ mol
Termochemie
98,49 J K.−1 mol−1
−126,3–124,9 kJ mol−1
−2,8781–−2,8769 MJ mol−1
Nebezpečí[5]
Bezpečnostní listVidět: datová stránka
Piktogramy GHSGHS02: Hořlavý
Signální slovo GHSNebezpečí
H220
P210
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí -60 ° C (-76 ° F; 213 K)
405 ° C (761 ° F; 678 K)
Výbušné limity1.8–8.4%
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
žádný[1]
REL (Doporučeno)
TWA 800 ppm (1900 mg / m3)[1]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
1600 ppm[1]
Související sloučeniny
Související alkany
Související sloučeniny
Perfluorobutan
Stránka s doplňkovými údaji
Index lomu (n),
Dielektrická konstanta (εr), atd.
Termodynamické
data
Fázové chování
pevná látka - kapalina - plyn
UV, IR, NMR, SLEČNA
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Butan (/ˈbjuːteɪn/) nebo n-butan je alkanu se vzorcem C.4H10. Butan je plyn při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku. Butan je vysoce hořlavý, bezbarvý, snadno zkapalněný plyn který se rychle odpařuje při pokojové teplotě. Název butan pochází z kořenů ale- (z kyselina máselná, pojmenovaný podle řeckého slova pro máslo) a -ane. Objevil to chemik Edward Frankland v roce 1849.[6] Bylo zjištěno, rozpuštěn v surové ropě v roce 1864 Edmund Ronalds, který jako první popsal jeho vlastnosti.[7][8]

Izomery

Hlavní článek: C4H10
Běžné jménonormální butan
nerozvětvený butan
n-butan		isobutan
i-butan
Název IUPACbutan2-methylpropan
Molekulární
diagram		Butan Lewis.svgIsobutan 1. sv
Kosterní
diagram		Butan simple.svgI-Butan-2D-Skeletal.svg

Otáčení o centrální C − C pouto vyrábí dva různé konformace (trans a gauche) pro n-butan.[9]

Reakce

Spektrum modrého plamene z a butanová pochodeň ukazující molekulární CH radikální emise pásma a C2 Labutí kapely

Když je kyslíku dostatek, butan hoří a tvoří se oxid uhličitý a vodní pára; když je kyslík omezený, uhlík (saze ) nebo může také vznikat oxid uhelnatý. Butan je hustší než vzduch.

Když je dostatek kyslíku:

2 C.4H10 + 13 O.2 → 8 CO2 + 10 hodin2Ó

Když je kyslík omezený:

2 C.4H10 + 9 o2 → 8 CO + 10 H2Ó

Maximum adiabatický plamen teplota butanu s vzduch je 2 243 K (1 970 ° C; 3 578 ° F).

n-Butan je surovina pro DuPont katalytický proces pro přípravu anhydrid kyseliny maleinové:

2 CH3CH2CH2CH3 + 7 O.2 → 2 ° C2H2(CO)2O + 8 H2Ó

n-Butan, stejně jako všechny uhlovodíky, podléhá volné radikály chlorace poskytující jak 1-chlor-, tak 2-chlorbutany, jakož i vysoce chlorované deriváty. Relativní rychlost chlorace je částečně vysvětlena rozdílem energie disociace vazby 425 a 411 kJ / mol pro dva typy vazeb CH.

Použití

Lze použít normální butan benzín smíchání jako topný plyn s extrakčním rozpouštědlem vonných látek, buď samostatně, nebo ve směsi s propan a jako surovina pro výrobu ethylen a butadien, klíčová složka syntetická guma. Isobutan je primárně používán rafinerie posílit (zvýšit) oktan počet motorových benzínů.[10][11][12][13]

Při smíchání s propan a další uhlovodíky, lze jej komerčně označit jako LPG pro zkapalněný ropný plyn. Používá se jako benzinová složka jako surovina pro výrobu základny petrochemikálie v parní krakování, jako palivo pro cigaretu zapalovače a jako pohonná hmota v aerosolové spreje jako deodoranty.[14]

Lze použít velmi čisté formy butanu, zejména isobutanu chladiva a do značné míry nahradily poškozující ozonovou vrstvu halomethany, například v chladničkách a mrazničkách pro domácnost. Provozní tlak systému pro butan je nižší než pro halomethany, jako je např R-12, takže systémy R-12, jako například v klimatizačních systémech automobilů, nebudou při převodu na čistý butan fungovat optimálně, a proto se pro zajištění výkonu chladicího systému srovnatelného s R-12 používá kombinace isobutanu a propanu.

Butan se také používá jako zapalovač palivo pro běžný zapalovač nebo butanová pochodeň a prodává se v lahvích jako palivo pro vaření, grilování a kempování. Na globálním trhu s butanovými kanystry dominuje jiho-korejský výrobci.[15]

Jako palivo se často mísí s malým množstvím sirovodík a merkaptany který dá nespálenému plynu urážlivý zápach snadno detekovatelný lidským nosem. Tímto způsobem lze snadno identifikovat úniky butanu. I když jsou sirovodík a merkaptany toxické, jsou přítomny v tak nízkých úrovních, že udušení a nebezpečí požáru butanem se stávají obavami daleko před toxicitou.[Citace je zapotřebí ] Většina komerčně dostupného butanu také obsahuje určité množství kontaminujícího oleje, který lze odstranit filtrací, ale který by jinak zanechal usazeniny v místě vznícení a nakonec by mohl blokovat rovnoměrný tok plynu.[16] Při extrakci vonných látek se nepoužívají kontaminující látky[vyjasnit ] a butanové plyny mohou způsobit exploze plynu ve špatně větraných prostorách, pokud netěsnosti zůstanou bez povšimnutí a jsou zapáleny jiskrou nebo plamenem.[Citace je zapotřebí ]

Foto D2.jpgThe Green Lighter 1 ies.jpgAerosol.pngButaneGasCylinder WhiteBack.jpg
Kanystry na butanové palivo pro použití v kempech.Butanový zapalovač, ukazující zásobník tekutého butanuAerosolový sprej, který může jako pohonnou látku používat butanButanová plynová láhev používaná k vaření

Účinky a zdravotní problémy

Vdechování butanu může způsobit euforie, ospalost, bezvědomí, asfyxie, srdeční arytmie, kolísání krevního tlaku a dočasná ztráta paměti, pokud jsou zneužívány přímo z vysoce natlakovaného obalu a mohou vést k úmrtí udušení a ventrikulární fibrilace. Vstupuje do krevního zásobení a během několika sekund produkuje intoxikaci.[17] Butan je nejčastěji zneužívanou těkavou látkou ve Velké Británii a v roce 2000 byl příčinou 52% úmrtí souvisejících s rozpouštědly.[18] Rozstřikováním butanu přímo do hrdla se paprsek tekutiny může rychle ochladit na -20 ° C (-4 ° F) expanzí, což způsobí prodloužení laryngospazmus.[19] "Náhlá smrt čichače „syndrom, poprvé popsaný Bassem v roce 1970,[20] je nejčastější jedinou příčinou smrti související s rozpouštědly, což má za následek 55% známých smrtelných případů.[19]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0068". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  2. ^ Hofmann, August Wilhelm Von (1. ledna 1867). „I. O působení trichloridu fosforitého na soli aromatických monaminů“. Sborník královské společnosti v Londýně. 15: 54–62. doi:10.1098 / rspl.1866.0018. S2CID  98496840.
  3. ^ A b „Přední záležitost“. Nomenklatura organické chemie: Doporučení IUPAC a preferovaná jména 2013 (modrá kniha). Cambridge: Královská společnost chemie. 2014. s. 4. doi:10.1039 / 9781849733069-FP001. ISBN  978-0-85404-182-4. Podobně zachované názvy „ethan“, „propan“ a „butan“ nebyly nikdy nahrazeny systematickými názvy „dikarbon“, „trikarban“ a „tetrakarban“, jak se doporučuje pro analogy silanu, „disilanu“; fosfan, „trifosfan“; a sulfan, „tetrasulfan“.
  4. ^ W. B. Kay (1940). "Vztah tlak-objem-teplota pro n-butan". Průmyslová a inženýrská chemie. 32 (3): 358–360. doi:10.1021 / ie50363a016.
  5. ^ "Bezpečnostní list, název materiálu: N-butan" (PDF). USA: Matheson Tri-Gas Incorporated. 5. února 2011. Archivovány od originál (PDF) dne 1. října 2011. Citováno 11. prosince 2011.
  6. ^ „Occ paper“ (PDF). www.chem.qmul.ac.uk.
  7. ^ Watts, H. (1868). Slovník chemie. 4. str. 385.
  8. ^ Maybery, C.F. (1896). "O složení Ohio a kanadské ropné síry". Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 31: 1–66. doi:10.2307/20020618. JSTOR  20020618.
  9. ^ Roman M. Balabin (2009). "Rozdíl v entalpii mezi konformacemi normálních alkanů: Ramanova spektroskopie n-Pentan a n-Butan". J. Phys. Chem. A. 113 (6): 1012–9. doi:10.1021 / jp809639s. PMID  19152252.
  10. ^ MarkWest Energy Partners, L.P. Form 10-K. Sec.gov
  11. ^ Copano Energy, L.L.C. Formulář 10-K. Sec.gov. Citováno 2012-12-03.
  12. ^ Targa Resources Partners LP Form10-k. Sec.gov. Citováno 2012-12-03.
  13. ^ Crosstex Energy, L.P. FORM 10-K. Sec.gov
  14. ^ Primer na míchání benzínu. Memorandum o briefingu EPRINC
  15. ^ „Podnikatel překonal těžkosti čínského vězení“. houstonchronicle.com. 21. června 2016. Citováno 20. září 2018.
  16. ^ „BHO Mystery Oil“. Skunk Pharm Research. 2013-08-26. Citováno 2019-12-05.
  17. ^ „Neurotoxické účinky butanového plynu“. thcfarmer.com. 19. prosince 2009. Citováno 3. října 2016.
  18. ^ Field-Smith M, Bland JM, Taylor JC a kol. „Trendy smrti spojené se zneužíváním těkavých látek 1971–2004“ (PDF). Katedra věd o veřejném zdraví. London: St George’s Medical School. Archivovány od originál (PDF) 27. března 2007.
  19. ^ A b Ramsey J, Anderson HR, Bloor K a kol. (1989). „Úvod do praxe, prevalence a chemické toxikologie zneužívání těkavých látek“. Hum Toxicol. 8 (4): 261–269. doi:10.1177/096032718900800403. PMID  2777265. S2CID  19617950.
  20. ^ Bass M. (1970). "Náhlá smrt". JAMA. 212 (12): 2075–2079. doi:10.1001 / jama.1970.03170250031004. PMID  5467774.

externí odkazy