Butan

n- butan
Struktur og representasjoner av n- butan
Identifikasjon
IUPAC-navn	butan
Synonymer	n-butan dietyl metyletylketon metan.
N o CAS	106-97-8
N o ECHA	100,003,136
N o EC	203-448-7
N o RTECS	EJ4200000
PubChem	7843
SMIL	CCCC PubChem , 3D-visning
InChI	InChI: 3D-visning InChI = 1 / C4H10 / c1-3-4-2 / ​​h3-4H2,1-2H3
Utseende	Komprimert flytende gass, luktfri, fargeløs.
Kjemiske egenskaper
Brute formel	C 4 H 10   [Isomerer]
Molarmasse	58,1222 ± 0,0039  g / mol C 82,66%, H 17,34%,
Fysiske egenskaper
T ° fusjon	−138,29  ° C
T ° kokende	−0,5  ° C
Løselighet	61,2  mg · l -1 ( vann , 25  ° C )
Løselighetsparameter δ	13,9  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Volumisk masse	601,1  g · l -1 (væske, -0,5  ° C ) 2,709  g · l -1 (gass, 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})}} Væskens tetthet i kmol · m -3 og temperatur i Kelvin, fra 134,86 til 425,12 K. Beregnede verdier: 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
Selvantennelsestemperatur	287  ° C
Flammepunkt	−60  ° C
Eksplosjonsgrenser i luft	1,8 - 8,4  % vol
Mettende damptrykk	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})} Trykk i pascal og temperatur i Kelvins, fra 134,86 til 425,12 K. Beregnede verdier: 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
Trippel punkt	−138,55  ° C 0,007  mbar
Lydens hastighet	1034  m · s -1 (væske, -0,5  ° C )
Termokjemi
S 0 væske, 1 bar	231  J · mol -1 · K -1
Δ f H 0 gass	-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 (væske, -3,15  ° C ) 98,49  J · mol -1 · K -1 (gass, 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}} Varmekapasiteten til gassen i J · mol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin, fra 200 til 1500 K. Beregnede verdier: 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 2221 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 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 1.009,85 252 427 4 343 1.326 1 052,85 255,339 4 393 1370 1096,85 258,207 4442 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
Elektroniske egenskaper
1 re ioniseringsenergi	10,53  ± 0,10  eV (gass)
Forholdsregler
SGH
Fare H220, H220  : Ekstremt brannfarlig gass Med> 0,1% butadien  : Fare H220, H340, H350, H220  : Ekstremt brennbar gass H340  : Kan forårsake genetiske defekter (indikere svei dersom det er bevist at ingen annen eksponerings forårsaker samme fare) H350  : kan forårsake kreft (indikere eksponerings) eksponering dersom det er bevist at ingen annen eksponeringsvei fører til samme fare)
WHMIS
A, B1, A  : Komprimert gass absolutt damptrykk ved 50  ° C = 500  kPa B1  : Brannfarlig gass nedre brennbarhetsgrense = 1,9% Informasjon om 1,0% i henhold til listen over ingredienser
NFPA 704
4 1 0
Transportere
23    1011    Kemler-kode: 23  : brannfarlig gass UN-nummer  : 1011  : BUTAN Klasse: 2.1 Klassifiseringskode: 2F  : Flytende gass, brannfarlig; Merkelapp: 2.1  : Brennbare gasser (tilsvarer gruppene betegnet med store bokstaver F); Emballasje: - 23    1075    Kemler-kode: 23  : brannfarlig gass FN-nummer  : 1075  : FLYTTET BENSINGASS; eller FLYTENDE BENSINGASSER Klasse: 2.1 Klassifiseringskode: 2F  : Flytende gass, brannfarlig; Merkelapp: 2.1  : Brennbare gasser (tilsvarer gruppene betegnet med store bokstaver F); Emballasje: - 23    1965    Kemler-kode: 23  : brannfarlig gass UN-nummer  : 1965  : HYDROCARBON GAS BLANDING, FLUQUENDED, NOS Class: 2.1 Klassifiseringskode: 2F  : Flytende gass, brannfarlig; Merkelapp: 2.1  : Brennbare gasser (tilsvarer gruppene betegnet med store bokstaver F); Emballasje: -
Økotoksikologi
LogP	2.89
Luktterskel	lav: 1262  ppm høy: 5048  ppm
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt.

Den butan er en hydrokarbon mettet med familien av alkaner og formel urene C- 4- H 10. Den eksisterer i to isomere former , n- butan og isobutan eller 2-metylpropan .

bruk

Butan er en gass som hovedsakelig brukes som drivstoff til husholdningsbruk (gasskomfyr, varmtvannsbereder) og også som en sikkerhetskopi, spesielt for oppvarming (gassradiator for det indre av boligkvarter, butikker og verksteder samt for oppvarming. utendørs). Den er vanligvis pakket i en 13 kg flaske .

Det brukes også som drivstoff i gasslightere.

For utendørs bruk er propan mer egnet på grunn av det lave kokepunktet.

På industrielt nivå er butan et reagens for syntese av etylen og propylen ved dampsprekk , av butadien ved hjelp av katalytisk dehydrogenering og av maleinsyreanhydrid ved DuPont-prosessen . Den ikke-katalytiske oksydasjonen av butan brukes til syntese av eddiksyre, og isomerisering ved syrekatalyse omdanner n-butan til isobutan .

Som mange hydrokarboner reagerer butan med klor for å danne 1-klor- og 2-klorbutan, men også andre mer substituerte forbindelser. Kloreringshastighetene kan delvis forklares med de forskjellige dissosieringsenergiene, 425 og 411 kJ / mol for de to typene CH-bindinger (de 2 sentrale karbonene har svakere CH-bindinger).

Fysisk-kjemiske egenskaper

Det er løselig i alkohol og eter , men lite i vann. Ikke veldig reaktiv, det krever en katalysator for å delta i kjemiske reaksjoner, bortsett fra selvfølgelig forbrenningsreaksjonen med oksygen .

Mettende damptrykk:

Temperatur	Press	Temperatur	Press
-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

Produksjon og syntese

N-butan oppnås ved destillasjon under trykk av LPG ( flytende petroleumsgass ) så vel som ved rensing av naturgass .

Merknader og referanser

1. BUTANE (LIQUEFIED GAS) , sikkerhetsark (er) til det internasjonale programmet for sikkerhet for kjemiske stoffer , konsultert 9. mai 2009
2. beregnede molekylmasse fra "  atomvekter av elementene 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
3. Oppføring "n-Butane" i den kjemiske databasen GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbeidsmiljø og sikkerhet) ( tysk , engelsk ), åpnet 5. oktober 2009 (JavaScript kreves)
4. "  BUTANE  " , om databank for farlige stoffer (åpnet 22. desember 2009 )
5. (in) 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 presentasjon ) , s.  294
6. (no) Robert H. Perry og Donald W. Green , Perrys Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
7. (en) "Butane" , på NIST / WebBook , åpnet 11. februar 2010
8. (in) William M. Haynes , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor og Francis,1 st juli 2010, 91 th  ed. , 2610  s. ( ISBN  9781439820773 , online presentasjon ) , s.  14-40
9. Aston, JG; Messerly, GH, Varmekapasiteten og entropien, fusjon og fordampning og damptrykket til n-butan, J. Am. Chem. Soc., 1940, 62, 1917-1923
10. Pittam, DA; Pilcher, G., Målinger av forbrenningsvarme ved flammekalorimetri. Del 8.-Metan, etan, propan, n-butan og 2-metylpropan, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1, 1972, 68, 2224-2229
11. (i) Carl L. yaws, Handbook of Thermodynamic diagrammer , vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
12. Butan-propangasser
13. (in) David R. Lide , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor og Francis,17. juni 2008, 89 th  ed. , 2736  s. ( ISBN  9781420066791 , online presentasjon ) , s.  10-205
14. Indeksnummer 601-004-00-0 i tabell 3.1 i vedlegg VI til EF-forskrift nr. 1272/2008 (16. desember 2008)
15. Indeksnummer 601-004-01-8 i tabell 3.1 i vedlegg VI til EF-forskrift nr. 1272/2008 (16. desember 2008)
16. "  Butan  " i databasen over kjemikalier Reptox fra CSST (Quebec-organisasjonen med ansvar for arbeidsmiljø og helse), åpnet 24. april 2009
17. "  n-Butane  " , på hazmap.nlm.nih.gov (åpnet 14. november 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. , Innbundet ( ISBN  978-1-4200-9084-0 ) , s.  6-109

Se også

Eksterne linker

• (no) NIST Chemistry WebBook
• Fransk butanpropankomité