Butan

n- butan
Struktur og repræsentationer af n- butan
Identifikation
IUPAC navn	butan
Synonymer	n-butan diethyl methylethylketon methan.
N o CAS	106-97-8
N o ECHA	100.003.136
N o EF	203-448-7
N o RTECS	EJ4200000
PubChem	7843
SMILE	CCCC PubChem , 3D-visning
InChI	InChI: 3D-visning InChI = 1 / C4H10 / c1-3-4-2 / ​​h3-4H2,1-2H3
Udseende	Komprimeret flydende gas, lugtfri, farveløs.
Kemiske egenskaber
Brute formel	C 4 H 10   [isomerer]
Molar masse	58,1222 ± 0,0039  g / mol C 82,66%, H 17,34%,
Fysiske egenskaber
T ° fusion	−138,29  ° C
T ° kogning	−0,5  ° C
Opløselighed	61,2  mg · l -1 ( vand , 25  ° C )
Opløselighedsparameter δ	13,9  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Volumenmasse	601,1  g · l -1 (flydende, -0,5  ° C ) 2,709  g · l -1 (gas, 0  ° C , 1013  mbar ) ligning: ρ=1.0677/0,27188(1+(1-T/425.12)0,28688){\ displaystyle \ rho = 1.0677 / 0.27188 ^ {(1+ (1-T / 425.12) ^ {0.28688})}} Densitet af væsken i kmol · m -3 og temperatur i Kelvin, fra 134,86 til 425,12 K. Beregnede værdier: 0,57324 g · cm -3 ved 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
Automatisk tænding temperatur	287  ° C
Flammepunkt	−60  ° C
Eksplosionsgrænser i luft	1,8 - 8,4  % vol
Mættende damptryk	2,081  bar ved 20  ° C 2,8  bar ved 30  ° C 4,9  bar ved 50  ° C ligning: Pvs=exs(66,343+-4363,2T+(-7,046)×likke(T)+(9.4509E-6)×T2){\ displaystyle P_ {vs} = exp (66.343 + {\ frac {-4363.2} {T}} + (- 7.046) \ times ln (T) + (9.4509E-6) \ times T ^ {2})} Tryk i pascal og temperatur i Kelvins, fra 134,86 til 425,12 K. Beregnede værdier: 243680,17 Pa ved 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 8 810,3 231,61 −41.54 15.455,79 241,29 −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 1.638.444,86 386,42 113,27 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
Kritisk punkt	151,85  ° C 38,0  bar 0,255  l · mol -1
Triple point	−138,55  ° C 0,007  mbar
Lydens hastighed	1034  m · s -1 (flydende, -0,5  ° C )
Termokemi
S 0 væske, 1 bar	231  J · mol -1 · K- 1
Δ f H 0 gas	-125,6  kJ · mol -1
Δ vap H °	22,389  kJ · mol -1 til -1,1  ° C
C s	132,42  J · mol -1 · K -1 (flydende, -3,15  ° C ) 98,49  J · mol -1 · K -1 (gas, 25  ° C ) ligning: VSP=(20.056)+(2.8153E-1)×T+(-1.3143E-5)×T2+(-9.4571E-8)×T3+(3.4149E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (20.056) + (2.8153E-1) \ times T + (- 1.3143E-5) \ times T ^ {2} + (- 9.4571E-8) \ times T ^ {3 } + (3.4149E-11) \ times T ^ {4}} Gassens varmekapacitet i J · mol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin fra 200 til 1500 K. Beregnede værdier: 100,589 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C. T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 200 −73.15 75 134 1.293 286 12,85 97,515 1.678 330 56,85 108.536 1.867 373 99,85 118.991 2.047 416 142,85 129,112 2 221 460 186,85 139 103 2393 503 229,85 148.491 2.555 546 272,85 157.495 2.710 590 316,85 166,299 2.861 633 359,85 174.494 3.002 676 402,85 182.281 3 136 720 446,85 189.823 3 266 763 489,85 196,778 3 386 806 532,85 203,325 3 498 850 576,85 209.608 3.606 T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 893 619,85 215.352 3.705 936 662,85 220 714 3 797 980 706,85 225,821 3 885 1.023 749,85 230.460 3 965 1.066 792,85 234.770 4.039 1 110 836,85 238.863 4 110 1.153 879,85 242.581 4.174 1.196 922,85 246.048 4 233 1.240 966,85 249.369 4.290 1.283 1.009,85 252.427 4 343 1.326 1.052,85 255,339 4 393 1370 1096,85 258.207 4.442 1.413 1.139,85 260.946 4.490 1.456 1.182,85 263 666 4.536 1.500 1 226,85 266,481 4.585
STK	49,4  MJ · kg -1
PCI	45,6  MJ · kg -1
Elektroniske egenskaber
1 re ioniseringsenergi	10,53  ± 0,10  eV (gas)
Forholdsregler
SGH
Fare H220, H220  : Ekstremt brandfarlig gas Med> 0,1% butadien  : Fare H220, H340, H350, H220  : Ekstremt brandfarlig gas H340  : Kan forårsage genetiske defekter (angiver eksponeringsvej, hvis det er endeligt bevist, at ingen anden eksponeringsvej forårsager den samme fare) H350  : Kan forårsage kræft (angive eksponeringsvej) eksponering, hvis det er endeligt bevist, at ingen anden eksponeringsvej fører til den samme fare)
WHMIS
A, B1, A  : Absolut damptryk ved komprimeret gas ved 50  ° C = 500  kPa B1  : Brandfarlig gas nedre antændelsesgrænse = 1,9% Offentliggørelse ved 1,0% i henhold til listen over ingredienser
NFPA 704
4 1 0
Transportere
23    1011    Kemler-kode: 23  : brandfarlig gas FN-nummer  : 1011  : BUTAN Klasse: 2.1 Klassificeringskode: 2F  : Flydende gas, brandfarlig; Mærkat: 2.1  : Brandfarlige gasser (svarer til de grupper, der er betegnet med store bogstaver F); Emballage: - 23    1075    Kemler-kode: 23  : brandfarlig gas UN-nummer  : 1075  : FLYDENDE BENZINGASSER; eller FLYDENDE BENZINGASSER Klasse: 2.1 Klassifikationskode: 2F  : Flydende gas, brandfarlig; Mærkat: 2.1  : Brandfarlige gasser (svarer til de grupper, der er betegnet med store bogstaver F); Emballage: - 23    1965    Kemler-kode: 23  : brandfarlig gas UN-nummer  : 1965  : KULGASBLANDING, FLYDENDE, NOS- klasse: 2.1 Klassificeringskode: 2F  : Flydende gas, brandfarlig; Mærkat: 2.1  : Brandfarlige gasser (svarer til de grupper, der er betegnet med store bogstaver F); Emballage: -
Økotoksikologi
LogP	2.89
Lugtgrænse	lav: 1262  ppm høj: 5048  ppm
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den butan er et carbonhydrid mættet familien af alkaner og formel rå C 4 H 10. Den findes i to isomere former , n- butan og isobutan eller 2-methylpropan .

brug

Butan er en gas, der hovedsagelig bruges som brændstof til husholdningsbrug (gaskomfur, vandvarmer) og også som en backup, især til opvarmning (gasradiator til det indre af boliger, butikker og værksteder samt til opvarmning. udendørs). Det er normalt pakket i en 13 kg flaske .

Det bruges også som brændstof i gas lightere.

Til udendørs brug er propan mere egnet på grund af dets lavere kogepunkt.

På det industrielle niveau er butan et reagens til syntese af ethylen og propylen ved dampkrakning , af butadien ved hjælp af katalytisk dehydrogenering og maleinsyreanhydrid ved DuPont-processen . Den ikke-katalytiske oxidation af butan anvendes til syntese af eddikesyre, og isomerisering ved syrekatalyse omdanner n-butan til isobutan .

Som mange carbonhydrider reagerer butan med chlor til dannelse af 1-chlor- og 2-chlorbutan, men også andre mere substituerede forbindelser. Kloreringshastighederne kan delvist forklares med de forskellige dissociationsenergier, 425 og 411 kJ / mol for de 2 typer CH-bindinger (de 2 centrale carbonatomer har svagere CH-bindinger).

Fysisk-kemiske egenskaber

Det er opløseligt i alkohol og ether , men lidt i vand. Ikke særlig reaktiv, det kræver en katalysator for at deltage i kemiske reaktioner, bortset fra naturligvis forbrændingsreaktionen med ilt .

Mættende damptryk:

Temperatur	Tryk	Temperatur	Tryk
-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

Produktion og syntese

N-butan opnås ved destillation under tryk af LPG ( flydende petroleumgas ) såvel som ved oprensning af naturgas .

Noter og referencer

1. BUTANE (LIQUEFIED GAS) , sikkerhedsark (er) fra det internationale program for kemisk sikkerhed , hørt den 9. maj 2009
2. beregnet molekylmasse fra "  Atomic vægte af elementerne 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
3. Indtastning "n-butan" i den kemiske database GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbejdsmiljø) ( tysk , engelsk ), adgang til 5. oktober 2009 (JavaScript krævet)
4. "  BUTANE  " , om databank om farlige stoffer (adgang til 22. december 2009 )
5. (i) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  s. ( ISBN  978-0-387-69002-5 og 0-387-69002-6 , online præsentation ) , s.  294
6. (da) Robert H. Perry og Donald W. Green , Perrys kemiske ingeniørhåndbog , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
7. (en) "Butan" , på NIST / WebBook , adgang 11. februar 2010
8. (i) William M. Haynes , Gummibibelen , Boca Raton, CRC Press / Taylor og Francis,1 st juli 2010, 91 th  ed. , 2610  s. ( ISBN  9781439820773 , online præsentation ) , s.  14-40
9. Aston, JG; Messerly, GH, Varmekapacitet og entropi, opvarmning af fusion og fordampning og damptrykket af n-butan, J. Am. Chem. Soc., 1940, 62, 1917-1923
10. Pittam, DA; Pilcher, G., Målinger af forbrændingsvarme ved flammekalorimetri. Del 8.-Methan, ethan, propan, n-butan og 2-methylpropan, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1, 1972, 68, 2224-2229
11. (i) Carl L. kæberne, Handbook of Termodynamiske diagrammer , Vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
12. Butangas Propan gasser
13. (i) David R. Lide , Gummibibelen , Boca Raton, CRC Press / Taylor og Francis,17. juni 2008, 89 th  ed. , 2736  s. ( ISBN  9781420066791 , online præsentation ) , s.  10-205
14. Indeksnummer 601-004-00-0 i tabel 3.1 i tillæg VI til EF-regulativ nr. 1272/2008 (16. december 2008)
15. Indeksnummer 601-004-01-8 i tabel 3.1 i tillæg VI til EF-regulativ nr. 1272/2008 (16. december 2008)
16. "  Butan  " i kemikaliedatabasen Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for arbejdsmiljø), adgang til 24. april 2009
17. "  n-butan  " , ved hazmap.nlm.nih.gov (adgang November 14, 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. (i) David R. Lide, Gummibibelen , CRC Press,2009, 90 th  ed. , 2804  s. , Hardcover ( ISBN  978-1-4200-9084-0 ) , s.  6-109

Se også

eksterne links

• (da) NIST Chemistry WebBook
• Fransk butan propan komité