Чем отличается изобутан от бутана

Чем отличается изобутан от бутана

Синонимы:

Бутан представляет собой органическое соединение с формулой С4Н10, который является алканом с четырьмя атомами углерода. При комнатной температуре и атмосферном давлении Бутан — это бесцветный газ с легким нафтяным запахом . Различают два изомера бутана: н-бутан и изобутан. Оба изомера легко воспламеняются.

Соединение ( н-бутан и изобутан ) находит очень широкое применение во многих сферах человеческой деятельности (нефтепереработка, машиностроение,легкая промышленность).

Нормальный бутан может быть использован для смешивания бензина, в качестве топливного газа, либо отдельно, либо в смеси с пропаном, и в качестве сырья для производства этилена и бутадиена, ключевого компонента синтетического каучука. Изобутан используется в первую очередь нефтеперерабатывающих заводов в целях повышения октанового числа автомобильных бензинов.

Бутан высокой чистоты и особенно изобутан может быть использован в качестве хладагента в холодильных установках. Производительность таких систем немного ниже, чем фреоновых, но бутан безопаснее для окружающей среды, в отличие от фреоновых хладагентов.

Бутан используется для производсва клеев и герметиков, строительных материалов, резиновых и пластмассовых изделий, взрывчатых веществ и бытовой химии.

В косметической промышленности оба изомера используются при производстве кондиционеров для волос, пены для бритья, очищающих средств.Главная функция — пропеллент для аэрозольных баллонов и пенообразователь

В пишевой промышленности бутан зарегистрирован как пищевая добавка Е 943: E943a — это н-бутан, а E943b — это изо-бутан. Также используется как пропеллент (масла, красители в аэрозолях) Разрешена для использования в странах ЕС, Украине, РФ.

Для производства вспененной полистирольной упаковки, которую часто используют для упаковки продуктов питания, тоже используется бутан https://www.lkmportal.com/articles/innovacionnye-aspekty-proizvodstva-vspenennoy-polistirolnoy-upakovki#sthash.a2eoPikU.dpuf

Food and Drug Administration и Тhe Cosmetic Ingredient Review Expert (CIR) Panel подтверждают безопасность бутана в тех концентрациях, в которых он используется для производства косметической, фармацевтической и пищевой продукции.

При возниконовении аварийных ситуаций или нарушении техники безопасности во время работы с бутаном или нарушении рекомендаций по использованию аэрозолей необходимо знать, что:

  • Вдыхание бутана может вызвать эйфорию, сонливость, наркоз, асфиксию, сердечную аритмию, колебания артериального давления и временной потерей памяти.Большие количества могут привести к смерти от удушья и фибриляции желудочков.
  • При попадании сжиженного газа на кожу могут возникнуть обморожения.
  • Воздействие бутана на глаза вызывает раздражение. Первым шагом оказания ПМП — "уйти" от источника воздействия ( выйти на свежий воздух, промыть глаза и пораженные участки кожи большим количеством воды) и, конечно же, обратиться за квалифицированной медицинской помощью.

Главное отличие — бутан против изобутана

Бутан является органическим соединением. Эта молекула может быть найдена в нескольких формах, известных как изомеры. Изобутан является структурным изомером бутана. И бутан, и изобутан являются газообразными углеводородными соединениями. Они являются углеводородами, потому что эти соединения состоят только из атомов C и H. И бутан, и изобутан имеют одинаковую химическую формулу: C4ЧАС10, Следовательно, они имеют одинаковые значения молярной массы. Эти соединения являются легковоспламеняющимися и, следовательно, могут быть использованы в качестве топлива для сжигания. Основное различие между бутаном и изобутаном заключается в том, что бутан может быть линейной или разветвленной молекулой, тогда как изобутан по существу является разветвленной молекулой.

Ключевые области покрыты

1. Что такое бутан
— Определение, свойства и приложения
2. Что такое изобутан
— Определение, свойства и приложения
3. Каковы сходства между бутаном и изобутаном
— Краткое описание общих черт
4. В чем разница между бутаном и изобутаном
— Сравнение основных различий

Ключевые термины: бутан, топливо, изобутан, изомеры, углеводород

Что такое бутан

Бутан — это углеводород, который может встречаться в нескольких формах, известных как изомеры. Химическая формула бутана является C4ЧАС10, Это алкан, так как между атомами углерода нет двойных связей. Молярная масса бутана составляет около 58 г / моль. При комнатной температуре и атмосферном давлении бутан представляет собой бесцветный газ с запахом, похожим на бензин.

Читайте также:  Интерактивные карты в интернете

Основным источником бутана является сырая нефть. Сырая нефть содержит бутан в качестве второстепенного компонента. Бутан также является побочным продуктом переработки нефти. Это может происходить в нескольких изомерных формах. Эти изомеры называются структурными изомерами. Есть два изомера бутана: н-бутан и изобутан. н-бутан — это линейная форма бутана с прямой цепью. Изобутан является разветвленной структурой бутана. Термин бутан может использоваться для описания одного из этих изомеров или их смеси.

Рисунок 1: Два изомера бутана; Изобутан (вверху) и н-бутан (внизу)

Бутан можно сжигать в присутствии кислорода. Это потому, что бутан легко воспламеняется. Если кислорода достаточно, бутан подвергается полному сгоранию. Если кислорода недостаточно, бутан подвергнется неполному сгоранию. В обоих случаях сгорание производит тепловую энергию.

Бутан можно использовать в качестве усилителя улетучивания бензина. Поэтому бутан иногда является добавкой к бензину. Бутан также может быть использован в качестве топлива напрямую. Например, его можно легко разжижать и продавать в домашних целях, например, для приготовления пищи. Поскольку температура кипения бутана составляет 1 о С или менее, бутановая жидкость немедленно испарится при комнатной температуре.

Что такое изобутан

Изобутан является структурным изомером н-бутана. Химическая формула изобутана является C4ЧАС10, Молярная масса изобутана составляет около 58 г / моль. Это алкан, который имеет разветвленную структуру. Здесь три метильные группы и атом Н связаны с центральным атомом углерода. Геометрия вокруг центрального атома углерода изобутана является тетраэдрической. Изобутан также является бесцветным газом при комнатной температуре и атмосферном давлении. В отличие от н-бутана, это газ без запаха.

Рисунок 02: Модель изобутана с шариками и палками

Изобутан имеет очень низкую температуру кипения, чем у обычного бутана. Температура кипения изобутана составляет около -11 о C. Причиной этого различия является разветвленная структура изобутана. Линейная молекула может иметь больше Ван-дер-ваальсовых сил, чем разветвленная молекула. (Площадь поверхности линейной структуры выше, чем площадь поверхности разветвленной молекулы, что позволяет ей иметь больше ван-дер-ваальсовых сил между молекулами.). Наличие слабого или меньшего количества сил Ван-дер-Ваала облегчает отделение молекул друг от друга. Поэтому точка кипения уменьшается.

Из-за разницы в пространственном расположении атомов изобутана химические и физические свойства отличаются от свойств бутана. Изобутан может быть образован в результате изомеризации н-бутана. Это каталитическая реакция и является обратимой. Эта изомеризация осуществляется через промежуточное соединение, называемое олефинами. Эффективность процесса зависит от температуры системы.

Читайте также:  Имеет открытый исходный код

Изобутан используется в качестве хладагента. Поскольку он оказывает незначительное влияние на озоновый слой, изобутан является хорошим заменителем таких соединений, как хлорфторуглерод, используемых в холодильниках.

Сходство между бутаном и изобутаном

  • Бутан и изобутан являются углеводородными соединениями.
  • Оба имеют одинаковую химическую формулу.
  • Оба имеют одинаковую молярную массу.
  • Оба соединения состоят из sp 3 гибридизованные атомы углерода.
  • Оба являются бесцветными газами при комнатной температуре и атмосферном давлении.

Разница между бутаном и изобутаном

Определение

Бутан: Бутан является углеводородом, который может встречаться в нескольких формах в виде изомеров.

изобутан: Изобутан является структурным изомером н-бутана.

Химическая структура

Бутан: Бутан представляет собой смесь линейных структур и разветвленных структур.

изобутан: Изобутан представляет собой по существу разветвленную структуру.

Точка кипения

Бутан: Точка кипения бутана составляет около 1 о C.

изобутан: Температура кипения изобутана составляет около -11 о C.

запах

Бутан: Бутан имеет бензиноподобный запах.

изобутан: Изобутан не имеет запаха.

Заключение

Бутан и изобутан являются углеводородными соединениями, которые можно найти в сырой нефти в качестве второстепенных компонентов. Это небольшие алкановые соединения, которые называют парафиновой фракцией нефтепереработки. Хотя они имеют одинаковую химическую формулу и одинаковую молярную массу, они различаются по нескольким причинам. Основное различие между бутаном и изобутаном заключается в том, что бутан может быть линейной или разветвленной молекулой, тогда как изобутан по существу является разветвленной молекулой.

Бутан

( <<<картинка>>> )
( <<<картинка3D>>> )

( <<<картинка малая>>> )

Общие Хим. формула C4H10 Физические свойства Молярная масса 58,12 г/моль Плотность 0,6010 (при 0 °C) г/см³ Энергия ионизации 10,63 ± 0,01 эВ [2] Термические свойства Температура • плавления −138,4 °C • кипения −0,5 °C • вспышки −76 °F [1] и −60 °C [1] • самовоспламенения 372 °C Пределы взрываемости 1,6 ± 0,1 об.% [2] Давление пара 2,05 ± 0,01 атм [2] Химические свойства Растворимость • в воде 6,1 мг в 100 мл Классификация Рег. номер CAS 106-97-8 PubChem 7843 Рег. номер EINECS 203-448-7 SMILES Кодекс Алиментариус E943a RTECS EJ4200000 ChEBI 37808 Номер ООН 1011 ChemSpider 7555 Безопасность Предельная концентрация 300 мг/м³ NFPA 704

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. Медиафайлы на Викискладе

Бута́н (C4H10) — органическое соединение, углеводород класса алканов. В химии название используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана CH(CH3)3. Название происходит от корня «бут-» (французское название масляной кислоты — acide butyrique , от др.-греч. βούτῡρον , масло [3] ) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам). Вдыхание бутана вызывает дисфункцию лёгочно-дыхательного аппарата. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов, при разделении попутного нефтяного газа, «жирного» природного газа. Как представитель углеводородных газов пожаро- и взрывоопасен, малотоксичен, имеет специфический характерный запах, обладает наркотическими свойствами. По степени воздействия на организм газ относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007-76 [4] . Вредно воздействует на нервную систему [5] .

Содержание

Изомерия [ править | править код ]

Бутан имеет два изомера:

название формула структурная формула температура плавления, °С температура кипения, °С
н-бутан CH3–CH2–CH2–CH3 −138,3 −0,5
изобутан CH(CH3)3 −159,6 −11,7
Читайте также:  Как разблокировать самсунг галакси с7 эйдж

Физические свойства [ править | править код ]

  • Бутан — бесцветный горючий газ, со специфическим запахом, при нормальном давлении легко сжижаем от −0,5 °C, замерзает при −138 °C; при повышенном давлении и обычной температуре — легколетучая жидкость. Критическая температура +152 °C, критическое давление 3,797 МПа.
  • Растворимость в воде — 6,1 мг в 100 мл (для н-бутана, при 20 °C), значительно лучше растворяется в органических растворителях [6] ). Может образовывать азеотропную смесь с водой при температуре около 100 °C и давлении 10 атм.
  • Плотность жидкой фазы — 580 кг/м³ [7]
  • Плотность газовой фазы при нормальных условиях — 2,703 кг/м³.
  • Теплота сгорания 45,8 МДж/кг (2657 МДж/моль (см. [8] ).

Нахождение и получение [ править | править код ]

  • Содержится в газовом конденсате и нефтяном газе (до 12 %). Является продуктом каталитического и гидрокаталитического крекинга нефтяных фракций. В лаборатории может быть получен по реакции Вюрца:

2 C 2 H 5 B r + 2 N a → C 4 H 10 + 2 N a B r <displaystyle <mathsf <2C_<2>H_<5>Br+2Na
ightarrow C_<4>H_<10>+2NaBr>>>

Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции [ править | править код ]

Прямогонную бутановую фракцию необходимо очищать от сернистых соединений, которые в основном представлены метил- и этил- меркаптанами. Метод очистки бутановой фракции от меркаптанов заключается в щелочной экстракции меркаптанов из углеводородной фракции и последующей регенерации щелочи в присутствии гомогенных или гетерогенных катализаторов кислородом воздуха с выделением дисульфидного масла.

Применение и реакции [ править | править код ]

При свободнорадикальном хлорировании образует смесь 1-хлор- и 2-хлорбутана. Их соотношение хорошо объясняется разницей в прочности связей С—Н в позиции 1 и 2 (425 и 411 кДж/моль).

При полном сгорании на воздухе образует углекислый газ и воду. Бутан применяется в смеси с пропаном в зажигалках, в газовых баллонах в сжиженном состоянии. Температура кипения бутана −0,5 °C, значительно выше, чем у пропана (−42 °C), поэтому в чистом виде его можно использовать только в теплом климате. Иногда используются «зимние» и «летние» смеси с различным составом (в летних бутана до 50%, в зимних — не больше 15%). Теплота сгорания 1 кг — 45,7 МДж (12,72 кВт·ч).

2 C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 C O 2 + 10 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+13O_<2>
ightarrow 8CO_<2>+10H_<2>O>>>

При недостатке кислорода образуется сажа, угарный газ или их смесь:

2 C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+5O_<2>
ightarrow 8C+10H_<2>O>>> 2 C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 C O + 10 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+9O_<2>
ightarrow 8CO+10H_<2>O>>>

Фирмой DuPont разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении:

2 C 4 H 10 + 7 O 2 → 2 C 4 H 2 O 3 + 8 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+7O_<2>
ightarrow 2C_<4>H_<2>O_<3>+8H_<2>O>>>

н-Бутан — сырьё для получения бутилена, 1,3-бутадиена, компонент бензинов с высоким октановым числом. Бутан высокой чистоты и особенно изобутан может быть использован в качестве хладагента в холодильных установках. Производительность таких систем немного ниже, чем фреоновых, но бутан безопасен для окружающей среды, в отличие от фреоновых хладагентов.

В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E943a, а изобутан — E943b, как пропеллент.

Безопасность [ править | править код ]

Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,4—9,3 % в воздухе по объёму. ПДК в воздухе рабочей зоны — 300 мг/м³.

Ссылка на основную публикацию
Формула частота в excel
При анализе данных периодически возникает задача подсчитать количество значений, попадающих в заданные интервалы "от и до" (в статистике их называют...
Уравнение плоскости по двум пересекающимся прямым
УСЛОВИЕ: Составить уравнение плоскости, проходящей через две параллельные прямые x-2/3=y+1/2=z-3/-2 x-1/3=y-2/2=z+3/-2 Добавил yelymcheav , просмотры: ☺ 1976 ⌚ 2019-05-14 15:35:56....
Уравнение баланса мощностей формула
При решений электротехнических задач, часто нужно проверить правильность найденных значений. Для этого в науке ТОЭ, существует так называемый баланс мощностей....
Формула тейлора с остатком в форме пеано
Формулировка: Если существует , то представима в следующем виде: Это выражение называется формулой Тейлора с остаточным членом в форме Пеано...
Adblock detector