Чем отличается изобутан от бутана: Различие между н-бутаном и изобутаном – знание
Газоанализатор бутан
ГлавнаяСправочная информацияБутан
Газообразный углеводород бутан (C4H10) – представитель алканов, с характерным запахом, без цвета и вкуса входит в состав природного и нефтяного попутного газа. Его выделяют в процессе разделения на фракции нефтепродуктов, а в условиях лаборатории получают посредством ряда типичных химических реакций. По строению молекулы различают два изомера – н-бутан и изобутан, в практической химии название применяется в основном для н-бутана. Газовоздушная смесь с C4H10 взрывоопасна, для безопасного использования в производственных помещениях необходим газоанализатор бутана.
Свойства и характерные реакции
В нормальных условиях при 20°C, оба изомера находятся в газообразном состоянии, температура кипения у них разная, для н-бутана ее значение 0,5°C, а для изобутана – 11,7°C. Температура плавления также отличается и составляет -138,4°C и -159,6°C соответственно.
Вещество довольно инертно, в стандартных условиях не проявляет активности при контактах с концентрированными кислотами и щелочами, со щелочными расплавами и щелочными металлами. Не вступает в реакцию с галогенами, за исключением фтора и целым рядом других активных соединений. Химические свойства в полной мере соответствуют группе алканов, которой он принадлежит.
Среди характерных для алканов реакций – дегидрирование в присутствии катализатора, галогенирование, нитрование и сульфоокисление при повышенной температуре и, конечно же, горение. При горении выделяется углекислый газ и вода, если кислорода не хватает, то вместо углекислого газа CO 2 образуется угарный газ CO и углерод в виде сажи.
Применение
Востребован газ в качестве топлива, его смесь с пропаном используется для двигателей внутреннего сгорания, отопления и приготовления пищи в быту. С учетом того, что вещество относится к 4 классу опасности, его применяют в пищевой индустрии в качестве пищевых добавок – E943a(н-бутан) и E943b(изобутан).
Большое значение соединение имеет для производства безопасных холодильных установок, изобутан в чистом виде или в смеси с пропаном используются в качестве хладагента в теплообменниках холодильников и кондиционеров. Углеводород не представляет опасности для озонового слоя и постепенно вытесняет традиционные фреоны и аммиак. Широта применения требует, из-за его взрывоопасности, постоянного контроля концентрации. Газосигнализатор бутана, установленный в рабочем помещении, решает проблему безопасности.
Разработчик и производитель оборудования для газового анализа ИНКРАМ предлагает несколько технических решений для определения довзрывной концентрации НКПР в месте проведения работ.
Среди предлагаемых решений можно выделить акусторезонансные датчики АРП,
приборы серий В300 и С300,
моноканальные и многоканальные системы постоянного контроля СКВА.
Бутан (вещество) | это… Что такое Бутан (вещество)?
У этого термина существуют и другие значения, см. Бутан (значения).Бута́н (C4H10) — органическое соединение 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-» (английское название масляной кислоты — butyric acid) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам). В больших концентрациях ядовит, 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.
Содержание
|
Изомерия
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 |
Физические свойства
Бутан — бесцветный горючий газ, со специфическим запахом, легко сжижаемый (ниже 0 °C и нормальном давлении или при повышенном давлении и обычной температуре — легколетучая жидкость).
- Плотность жидкой фазы = 580 кг/м3[4].
- Плотность газовой фазы при нормальных условиях = 2,703 кг/м3.
- Плотность газовой фазы при температуре при 15°С = 2,550 кг/м3.
Нахождение и получение
Содержится в газовом конденсате и нефтяном газе (до 12 %). Является продуктом гася каталитического и гидрокаталитического крекинга нефтяных фракций. В лаборатории может быть получен по реакции Вюрца:
Сероочистка (демеркаптанизация) бутановой фракции
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
При свободнорадикальном хлорировании образует смесь 1-хлор- и 2-хлорбутана. Их соотношение хорошо объясняется разницей в прочности С-Н связей 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, где он имеет запах, так как содержит специально добавленные одоранты. При этом используются «зимние» и «летние» смеси с различным составом. Теплота сгорания 1 кг — 45,7 МДж (12,72 кВт·ч).
При недостатке кислорода образуется сажа или угарный газ или то и другое вместе.
Фирмой DuPont разработан метод получения малеинового ангидрида из н-бутана при каталитическом окислении:
н-Бутан — сырьё для получения бутена, 1,3-бутадиена, компонент бензинов с высоким октановым числом.
В пищевой промышленности бутан зарегистрирован в качестве пищевой добавки E943a, а изобутан — E943b, как пропеллент.
Биологические эффекты
Вдыхание бутана вызывает удушье и сердечную аритмию. При попадании на тело сжиженного газа или струи его испарений вызывает охлаждение до −20 °C, что крайне опасно при ингаляциях.
Безопасность
Легковоспламеним. Пределы взрываемости 1,9 — 8,4 % в воздухе по объёму. ПДК в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³.
Примечания
- ↑ ГОСТ 20448-90. Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления
- ↑ Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, нбутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны.
Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003) - ↑ Химическая энциклопедия Т1, М. 1988, стр. 331, Статья «Бутаны»
- ↑ Физико-химические свойства пропан-бутановой смеси
Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)Ссылки
Разница между бутаном и изобутаном
3 сентября 2017 г.
от Madhusha
Чтение через 5 минут
Главное отличие — бутан против изобутана
Бутан — органическое соединение. 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: C 4 Н 10 . Следовательно, они имеют одинаковые значения молярной массы. Эти соединения легко воспламеняются и поэтому могут использоваться в качестве топлива для сжигания.
Основное различие между бутаном и изобутаном заключается в том, что бутан может быть либо линейной, либо разветвленной молекулой, тогда как изобутан по существу является разветвленной молекулой.
Ключевые области применения
1. Что такое бутан
– Определение, свойства и применение
2. Что такое изобутан
– Определение, свойства и приложения
3. Каковы сходство между Бутаном и Исубутаном
– Схема общих черт
4. Ключевые отличия
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 C 4 Н 10 . 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 бензина.
Основным источником бутана является сырая нефть. Сырая нефть содержит бутан в качестве второстепенного компонента. Бутан также является побочным продуктом нефтепереработки. Он может встречаться в нескольких изомерных формах. Эти изомеры называются структурными изомерами. Есть два изомера бутана: н-бутан и изобутан. н-бутан представляет собой линейную форму бутана с прямой цепью. Изобутан представляет собой разветвленную структуру 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 связано с тем, что бутан легко воспламеняется. Если кислорода достаточно, бутан подвергается полному сгоранию. Если кислорода недостаточно, бутан будет подвергаться неполному сгоранию. В обоих случаях при сгорании выделяется тепловая энергия.
Бутан можно использовать в качестве усилителя испарения бензина.
Поэтому бутан иногда является добавкой к бензину. Бутан также можно использовать непосредственно в качестве топлива. Например, его можно легко сжижать и продавать для бытовых целей, таких как приготовление пищи. Так как температура кипения бутана 1 o °C или ниже, жидкий бутан немедленно испарится при комнатной температуре.
Что такое изобутан
Изобутан представляет собой структурный изомер н-бутана. Химическая формула изобутана C 4 H 10 . Молярная масса изобутана составляет около 58 г/моль. Это алкан с разветвленной структурой. Здесь три метильные группы и атом Н связаны с центральным атомом углерода. Геометрия вокруг центрального атома углерода изобутана тетраэдрическая. Изобутан также представляет собой бесцветный газ при комнатной температуре и атмосферном давлении. В отличие от н-бутана, это газ без запаха.
Рисунок 02: Шарообразная модель изобутана
Изобутан имеет очень низкую температуру кипения, чем нормальный бутан.
Температура кипения изобутана составляет около -11 o С. Причиной такого различия является разветвленная структура изобутана. У линейной молекулы может быть больше сил Ван-дер-Ваальса, чем у разветвленной молекулы. (Площадь поверхности линейной структуры больше, чем площадь поверхности разветвленной молекулы, что позволяет ей иметь больше сил Ван-дер-Ваальса между молекулами). Наличие слабых или меньшего количества сил Ван-дер-Ваальса облегчает отделение молекул друг от друга. Следовательно, температура кипения снижается.
Из-за разницы в пространственном расположении атомов изобутана химические и физические свойства отличаются от свойств бутана. Изобутан можно получить при изомеризации н-бутана. Это каталитическая реакция, и она обратима. Эта изомеризация осуществляется через промежуточное соединение, называемое олефинами. Эффективность процесса зависит от температуры системы.
Изобутан используется в качестве хладагента. Поскольку он оказывает незначительное влияние на озоновый слой, изобутан является хорошим заменителем таких соединений, как хлорфторуглерод, используемых в холодильниках.
Сходства 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 гибридизованных атомов углерода.
- Оба являются бесцветными газами при комнатной температуре и атмосферном давлении.
Разница между бутаном и изобутаном
Определение
Бутан: Бутан представляет собой углеводород, который может встречаться в нескольких формах в виде изомеров.
Изобутан: Изобутан представляет собой структурный изомер н-бутана.
Химическая структура
Бутан: Бутан представляет собой смесь линейных и разветвленных структур.
Изобутан: Изобутан имеет разветвленную структуру.
Температура кипения
Бутан: Температура кипения бутана составляет около 1 o C.
Изобутан: Температура кипения изобутана составляет около -11 o C.
Запах
Бутан: Бутан имеет запах бензина.
Изобутан: Изобутан не имеет запаха.
Заключение
Бутан и изобутан представляют собой углеводородные соединения, которые можно найти в сырой нефти в качестве второстепенных компонентов. Это малые алкановые соединения, называемые парафиновой фракцией нефтепереработки. Хотя они имеют одинаковую химическую формулу и одинаковую молярную массу, они различаются по нескольким параметрам. Основное различие между бутаном и изобутаном заключается в том, что бутан может быть либо линейной, либо разветвленной молекулой, тогда как изобутан по существу является разветвленной молекулой.
Ссылки:
1. «Бутан: определение, свойства и формула». Study.com, Study.com, доступно здесь. По состоянию на 23 августа 2017 г.
2. «Интернет-книга по химии NIST, SRD 69».
Изобутан, Национальный институт стандартов и технологий, доступно здесь. По состоянию на 23 августа 2017 г.
Изображение предоставлено
1. «Изобутан-3D-шарики» Бена Миллса и Джинто — производное от файла: Neopentane-3D-balls.png и файла: Methane-3D-balls.png. (Общественное достояние) через Commons Wikimedia
2. «Изобутан-н-бутан» (общественное достояние) через Commons Wikimedia
Об авторе: Мадхуша
Мадхуша имеет степень бакалавра (с отличием) в области биологических наук и в настоящее время получает степень магистра в области промышленной и экологической химии. Области ее интересов для написания и исследований включают биохимию и химию окружающей среды.
Просмотреть все сообщения
Вам также могут понравиться эти
Разница между бутаном и изобутаном
Автор: Dunee
Бутан против изобутана
Органические молекулы состоят из углерода.
Углеводороды представляют собой органические молекулы, состоящие только из атомов углерода и водорода. Углеводороды могут быть ароматическими или алифатическими. Они в основном делятся на несколько типов: алканы, алкены, алкины, циклоалканы и ароматические углеводороды. Гексан и н-гексан представляют собой алканы или иначе известные как насыщенные углеводороды. Они имеют наибольшее количество атомов водорода, которое может вместить молекула. Все связи между атомами углерода и атомами водорода являются одинарными. Поэтому вращение связи разрешено между любыми атомами. Это простейший тип углеводородов. Насыщенные углеводороды имеют общую формулу C
Бутан
Как указано выше, бутановый углеводород представляет собой насыщенный алкан. Он имеет четыре атома углерода; поэтому имеет молекулярную формулу C 4 H 10 .
Молярная масса бутана составляет 58,12 г моль -1 . Температура плавления бутана 133-139 К, а температура кипения 272-274 К. Бутан – это общее название, используемое для обозначения всех молекул с этой формулой. Есть два структурных изомера, которые мы можем нарисовать, чтобы соответствовать этой формуле, но в номенклатуре IUPAC мы используем бутан специально для обозначения неразветвленной молекулы, которая также известна как н-бутан. Он имеет следующую структуру.
Другой структурный изомер похож на метилированную молекулу пропана. Он известен как изобутан. Бутан — бесцветный газ. Его можно легко разжижать. Газ бутан легко воспламеняется. Бутан является компонентом природного газа и образуется при очистке бензина. При полном сгорании бутан образует углекислый газ и воду. Однако, если для сгорания недостаточно газообразного кислорода, в результате частичного сгорания образуется окись углерода и вода. Бутан используется в качестве топлива. При производстве сжиженного нефтяного газа бутан смешивают с пропаном и другими углеводородами.
Они используются для приготовления пищи в домашнем хозяйстве. Он также используется в зажигалках.
Изобутан
Изобутан является структурным изомером бутана. Он имеет ту же молекулярную формулу, что и бутан, но структурная формула отличается. Он также известен как метилпропан. Он имеет следующую структуру.
Изобутан имеет третичный углерод, и это простейшая молекула с третичным углеродом. Изобутан — бесцветный прозрачный газ без запаха. Температура плавления изобутана 40-240 К, температура кипения 260-264 К. В основном используется в качестве хладагента. Чистая форма изобутана используется в холодильниках. Кроме того, он используется в качестве пропеллента в аэрозольных баллончиках.
В чем разница между бутаном и изобутаном? • Изобутан является структурным изомером бутана. • Бутан неразветвленный, а изобутан разветвленный. • Оба имеют одинаковую молекулярную формулу, но структурная формула отличается. |
