Butaani

n- butaani
N- butaanin rakenne ja esitykset
Henkilöllisyystodistus
IUPAC-nimi	butaani
Synonyymit	n-butaani dietyyli metyyli etyyli metaania.
N o CAS	106-97-8
N o ECHA	100,003,136
N O EY	203-448-7
N o RTECS	EJ4200000
PubChem	7843
Hymyilee	CCCC PubChem , 3D-näkymä
InChI	InChI: 3D-näkymä InChI = 1 / C4H10 / c1-3-4-2 / ​​h3-4H2,1-2H3
Ulkomuoto	Paineistettu nestekaasu, hajuton, väritön.
Kemialliset ominaisuudet
Raaka kaava	C 4 H 10   [Isomeerit]
Moolimassa	58,1222 ± 0,0039  g / mol C 82,66%, H 17,34%,
Fyysiset ominaisuudet
T ° fuusio	-138,29  ° C
T ° kiehuu	-0,5  ° C
Liukoisuus	61,2  mg · l -1 ( vesi , 25  ° C )
Liukoisuusparametri δ	13,9  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Tilavuusmassa	601,1  g · l -1 (neste, -0,5  ° C ) 2,709  g · l -1 (kaasu, 0  ° C , 1013  mbar ) yhtälö: ρ=1,0677/0,27188(1+(1-T/425.12)0,288688){\ displaystyle \ rho = 1.0677 / 0.27188 ^ {(1+ (1-T / 425.12) ^ {0.28688})}} Nesteen tiheys kmol · m -3 ja lämpötila Kelvinissä välillä 134,86 - 425,12 K. Lasketut arvot: 0,57324 g · cm -3 25 ° C: ssa. 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
Itsesyttymislämpötila lämpötilan	287  ° C
Leimahduspiste	-60  ° C
Räjähdysrajat ilmassa	1,8 - 8,4  tilavuusprosenttia
Kyllästävä höyrynpaine	2,081  bar lämpötilassa 20  ° C 2,8  bar lämpötilassa 30  ° C 4,9  bar lämpötilassa 50  ° C yhtälö: Pvs=exs(66,343+-4363,2T+(-7,046)×lei(T)+(9,4509E-6)×T2){\ displaystyle P_ {vs} = exp (66.343 + {\ frac {-4363.2} {T}} + (- 7.046) \ kertaa ln (T) + (9.4509E-6) \ kertaa T ^ {2})} Paine pascaleissa ja lämpötila kelvineinä, 134,86 - 425,12 K.Lasketut arvot: 243680,17 Pa 25 ° C: ssa. 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 1096,03 202,59 −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 252827,5 309.02 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
Kriittinen piste	151,85  ° C 38,0  bar 0,255  l · mol -1
Kolmoispiste	-138,55  ° C 0,007  mbar
Äänen nopeus	1034  m · s -1 (neste, -0,5  ° C )
Lämpökemia
S 0 neste, 1 bar	231  J · mol -1 · K -1
A f H 0 -kaasu	-125,6  kJ · mol -1
Δ vap H °	22,389  kJ · mol -1 - -1,1  ° C
C s	132,42  J · mol -1 · K -1 (neste, -3,15  ° C ) 98,49  J · mol -1 · K -1 (kaasu, 25  ° C ) yhtälö: 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) \ kertaa T + (- 1.3143E-5) \ kertaa T ^ {2} + (- 9.4571E-8) \ kertaa T ^ {3 } + (3.4149E-11) \ kertaa T ^ {4}} Kaasun lämpökapasiteetti J · mol -1 · K -1: ssä ja lämpötila Kelvinissä , 200–1 500 K. Lasketut arvot: 100,589 J · mol -1 · K -1 25 ° C: ssa. T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ kertaa K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ kertaa 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 2221 460 186,85 139103 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 3002 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 \ kertaa K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ kertaa 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 1110 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 1009,85 252,427 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 1500 1 226,85 266,481 4,585
PCS	49,4  MJ · kg -1
PCI	45,6  MJ · kg -1
Sähköiset ominaisuudet
1 re ionisaatioenergia	10,53  ± 0,10  eV (kaasu)
Varotoimenpiteet
SGH
Vaara H220, H220  : Erittäin helposti syttyvä kaasu > 0,1% butadieeniä  : Vaara H220, H340, H350, H220  : Erittäin helposti syttyvä kaasu H340  : Saattaa aiheuttaa geneettisiä vikoja (ilmoita altistumisreitti, jos on vakuuttavasti osoitettu, ettei mikään muu altistumisreitti aiheuta samaa vaaraa) H350  : Saattaa aiheuttaa syöpää (ilmoita altistumisreitti), jos on osoitettu, että mikään muu altistumisreitti ei aiheuta samaa vaaraa)
WHMIS
A, B1, A  : Paineistetun kaasun absoluuttinen höyrynpaine 50  ° C: ssa = 500  kPa B1  : Syttyvän kaasun alempi syttymisraja = 1,9% Ilmoitus 1,0%: lla ainesosaluettelon mukaan
NFPA 704
4 1 0
Kuljetus
23    1011    Kemler-koodi: 23  : syttyvä kaasu YK-numero  : 1011  : BUTANE- luokka: 2.1 Luokituskoodi: 2F  : Nestekaasu, syttyvä; Etiketti: 2.1  : Syttyvät kaasut (vastaa ison kirjaimen F osoittamia ryhmiä); Pakkaus: - 23    1075    Kemler-koodi: 23  : syttyvä kaasu YK-numero  : 1075  : NESTEETYT ÖLJYKAASUT; tai  nesteytetyt maakaasu Luokka: 2.1 Luokituskoodi: 2F : Nestekaasu, syttyvä; Etiketti: 2.1  : Syttyvät kaasut (vastaa ison kirjaimen F osoittamia ryhmiä); Pakkaus: - 23    1965    Kemler-koodi: 23  : syttyvä kaasu YK-numero  : 1965  : Hiilivetykaasuseos,  nesteytetty , NOS Luokka: 2.1 Luokituskoodi: 2F : Nestekaasu, syttyvä; Etiketti: 2.1  : Syttyvät kaasut (vastaa ison kirjaimen F osoittamia ryhmiä); Pakkaus: -
Ekotoksikologia
LogP	2.89
Hajukynnys	matala: 1262  ppm korkea: 5048  ppm
SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita.

Butaani on hiilivety tyydyttynyt perheessä alkaanien ja kaavan raakaa C 4 H 10. Se esiintyy kahdessa isomeerimuodossa , n- butaanissa ja isobutaanissa tai 2-metyylipropaanissa .

käyttää

Butaani on kaasu, jota käytetään pääasiassa polttoaineena kotikäyttöön (kaasuliesi, vedenlämmitin) ja myös varalla, erityisesti lämmitykseen (kaasupatteri asuintilojen, kauppojen ja työpajojen sisätiloihin sekä lämmitykseen). ulkona). Se on yleensä pakattu 13 kg: n pulloon .

Sitä käytetään myös polttoaineena kaasusytyttimissä.

Ulkokäyttöön propaani on sopivampi sen matalamman kiehumispisteen vuoksi.

On teollisella tasolla, butaani on reagenssi synteesiä eteenin ja propeenin mukaan höyrykrakkaus , ja butadieenin katalyyttisesti dehydraus ja maleiinihappoanhydridin , että DuPont prosessi . Butaanin ei-katalyyttistä hapetusta käytetään etikkahapon synteesissä ja isomerointi happokatalyysillä muuttaa n-butaanin isobutaaniksi .

Kuten monet hiilivedyt, butaani reagoi kloorin kanssa muodostaen 1-kloori- ja 2-klooributaanin, mutta myös muita enemmän substituoituja yhdisteitä. Kloorausnopeudet voidaan osittain selittää erilaisilla dissosiaatioenergioilla, 425 ja 411 kJ / mooli kahden tyyppisille CH-sidoksille (kahdella keskihiilellä on heikommat CH-sidokset).

Fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

Se liukenee alkoholiin ja eetteriin , mutta vähän veteen. Ei kovin reaktiivinen, se vaatii katalyytin osallistumaan kemiallisiin reaktioihin, paitsi tietysti polttoreaktioon hapen kanssa .

Kyllästävä höyrynpaine:

Lämpötila	Paine	Lämpötila	Paine
-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

Tuotanto ja synteesi

N-butaania saadaan tislaamalla nestekaasua ( nestekaasua ) paineistetulla tavalla sekä puhdistamalla maakaasua .

Huomautuksia ja viitteitä

1. BUTANE (LIQUEFIED GAS) , kansainvälisen kemikaaliturvallisuusohjelman käyttöturvallisuustiedote (t) , kuultu 9. toukokuuta 2009
2. laskettu molekyylimassa välillä "  Atomic painot Elements 2007  " on www.chem.qmul.ac.uk .
3. Merkintä "n-butaani" IFA: n (saksalainen työturvallisuudesta ja -terveydestä vastaavan elimen) kemikaalitietokantaan GESTIS ( saksa , englanti ), käytetty 5. lokakuuta 2009 (vaaditaan JavaScriptiä)
4. "  BUTANE  " , vaarallisten aineiden tietopankista (katsottu 22. joulukuuta 2009 )
5. (in) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  Sivumäärä ( ISBN  978-0-387-69002-5 ja 0-387-69002-6 , online-esitys ) , s.  294
6. (en) Robert H. Perry ja Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  Sivumäärä ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
7. (en) "Butaani" , NIST / WebBookissa , käyty 11. helmikuuta 2010
8. (in) William M. Haynes , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor ja Francis,1. st heinäkuu 2010, 91 th  ed. , 2610  Sivumäärä ( ISBN  9781439820773 , online-esitys ) , s.  14–40
9. Aston, JG; Messerly, GH, lämpökapasiteetti ja entropia, fuusio- ja höyrystymislämpö sekä n-butaanin höyrynpaine, J. Am. Chem. Soc., 1940, 62, 1917-1923
10. Pittam, DA; Pilcher, G., Palamislämpöjen mittaukset liekkikalorimetrialla. Osa 8. Metaani, etaani, propaani, n-butaani ja 2-metyylipropaani, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1, 1972, 68, 2224-2229
11. (in) Carl L. leuat, Handbook of termodynaamiset kaaviot , Voi.  1, Huston, Texas, Persianlahden pubi. Co,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
12. Butaanipropaanikaasut
13. (in) David R. LiDE , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor ja Francis,17. kesäkuuta 2008, 89 th  ed. , 2736  Sivumäärä ( ISBN  9781420066791 , online-esitys ) , s.  10-205
14. Indeksinumero 601-004-00-0 EY-asetuksen nro 1272/2008 liitteen VI taulukossa 3.1 (16. joulukuuta 2008)
15. Indeksinumero 601-004-01-8 EY-asetuksen N: o 1272/2008 liitteen VI taulukossa 3.1 (16. joulukuuta 2008)
16. "  butaani  " tietokannassa kemikaalien Reptox että CSST (Quebec organisaatio, joka vastaa työsuojelun), pääsee 24 huhtikuu 2009
17. "  n-butaani  " , osoitteessa hazmap.nlm.nih.gov (käytetty 14. marraskuuta 2009 )
18. Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut Höke, Ullmannin teollisen kemian tietosanakirja , hiilivedyt , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co,2000
19. (in) David R. LiDE, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press,2009, 90 th  ed. , 2804  Sivumäärä , Kovakantinen ( ISBN  978-1-4200-9084-0 ) , s.  6-109

Katso myös

Ulkoiset linkit

• (en) NIST Chemistry WebBook
• Ranskalainen butaanipropaanikomitea