Бутанът се характеризира с реакции. Втечнени въглеводородни газове
Физични и химични свойства на пропан-бутановата смес. Пропан. Бутан. Пропан-бутан срещу бензин.
Въглеводородите, които са част от свързания нефтен газ, са в газообразно състояние при нормални условия, но с увеличаване на външното налягане те променят агрегатното си състояние и се превръщат в течност. Това свойство прави възможно постигането на висока енергийна плътност и съхраняването на втечнен въглеводороден газ (LHG) в относително прости резервоари. За разлика от свързания нефтен газ, въглеводородите, които съставляват природния газ, са в газообразно състояние при нормални условия и не променят агрегатното си състояние дори при значителна промяна в налягането. Следователно съхранението на компресиран (сгъстен) природен газ (СПГ) е свързано със значителни трудности - например резервоарът трябва да издържа на значително налягане до 200 атмосфери.
Интензивно се насърчават технологиите за производство и използване на втечнен природен газ (LNG), който може да се съхранява в специални изотермични съдове при температура под -160 ° C и налягане около 40 бара. В много отношения предимствата на високата енергийна плътност на LNG се губят поради сложността на криогенното оборудване, което е много по-скъпо и изисква постоянно наблюдение от висококвалифициран персонал.
Производство на пропан-бутан
Основните компоненти на втечнения нефтен газ са C 3 H 8 пропан и C 4 H 10 бутан. Основното промишлено производство на втечнен газ се извършва от следните източници:
- свързани петролни газове;
- кондензни фракции на природен газ;
- газове от процеси на стабилизиране на нефт и кондензат;
- рафинерийни газове, получени от инсталации за рафиниране на нефт.
Таблица 1. Физични и химични параметри на втечнен въглеводороден газ (PA и PBA) съгласно GOST 27578-87
| Индекс | Марка GSN | |
| PA | PBA | |
| Масова част на компонентите, %: | ||
| метан и етан | Не е стандартизиран | |
| пропан | 90±10 | 50±10 |
| въглеводороди С 4 и повече | Не е стандартизиран | |
| ненаситени въглеводороди, (не повече) | 6 | 6 |
| Обем на течния остатък при +40°С, % | Липсва | |
| Налягане на наситените пари, MPa: | ||
| при +45°С, не повече | - | 1,6 |
| при -20°C, не по-малко | - | 0,07 |
| при -35°C, не по-малко | 0,07 | - |
| Масова част от сярата и серните съединения,%, не повече | 0,01 | 0,01 |
| Включително сероводород, %, не повече | 0,003 | 0,003 |
| Съдържание на свободна вода и алкали | Липсва | |
Компонентният състав на втечнения газ се регулира от технически стандарти GOST 27578-87 „Втечнени въглеводородни газове за автомобилния транспорт. Спецификации” и ГОСТ 20448-90 „Втечнени въглеводородни горивни газове за битово потребление. Спецификации". Първият стандарт описва състава на втечнения газ, използван в автомобилния транспорт. На уебсайта на компанията Technosoyuz кабините за пръскане са представени в широка гама, както и различно оборудване за автосервиз. През зимата се предписва използването на втечнен газ от марката PA (пропан за автомобили), съдържащ 85 ± 10% пропан, през лятото - PBA (пропан-бутан за автомобили), съдържащ 50 ± 10% пропан, бутан и не повече от 6% ненаситени въглеводороди. GOST 20448-90 има по-широки допустими отклонения за съдържанието на компоненти, включително тези, които са вредни по отношение на въздействието им върху газовото оборудване (например сяра и нейните съединения, ненаситени въглеводороди и др.). Съгласно тези спецификации, газовото гориво се доставя в два вида: зимна пропан-бутанова смес (SPBTZ) и лятна пропан-бутанова смес (SPBTL).
Класът газ PBA е разрешен за употреба във всички климатични региони при температура на околната среда най-малко -20°C. Марката PA се използва през зимата в тези климатични райони, където температурата на въздуха пада под -20°С (препоръчителният интервал е -25…-20°С). През пролетния период, за пълното развитие на запасите от втечнен газ клас PA, е разрешено да се използва при температури до 10 ° C.
Налягане в резервоара
В затворен резервоар LPG образува двуфазна система. Налягането в цилиндъра зависи от налягането на наситените пари (налягането на парите в затворен обем при наличие на течна фаза) и характеризира летливостта на втечнения газ, която от своя страна зависи от температурата на течната фаза и процентно съдържание на пропан и бутан в него. Летливостта на пропана е по-висока от тази на бутана и следователно налягането при ниски температури е по-високо.
Опитът от дългогодишна практическа работа показва:
- при ниски температури на околната среда е по-ефективно да се използва LPG с високо съдържание на пропан, тъй като това осигурява надеждно изпаряване на газа и следователно стабилно снабдяване с продукта;
- при високи положителни температури на околната среда е по-ефективно да се използва LPG с ниско съдържание на пропан, в противен случай ще се създаде значително свръхналягане в резервоара и тръбопроводите, което може да повлияе неблагоприятно на херметичността на газовата система.
В допълнение към пропан и бутан, LPG съдържа малко количество метан, етан и други въглеводороди, които могат да променят свойствата на сместа. По този начин етанът има по-високо налягане на наситените пари от пропана, което може да има отрицателен ефект при положителни температури.
Промяна в обема на течната фаза по време на нагряване
Сместа пропан-бутан има висок коефициент на обемно разширение на течната фаза, който за пропана е 0,003, а за бутана - 0,002 за 1 ° C повишаване на температурата на газа. За сравнение: коефициентът на обемно разширение на пропана е 15 пъти, а на бутана е 10 пъти по-голям от този на водата. Техническите стандарти и разпоредби установяват, че степента на пълнене на резервоари и бутилки зависи от марката газ и разликата в температурите му по време на пълнене и последващо съхранение. За резервоари, чиято температурна разлика не надвишава 40 ° C, се приема, че степента на пълнене е 85%, при по-голяма температурна разлика степента на пълнене трябва да бъде намалена. Бутилките се пълнят по тегло в съответствие с инструкциите на Правилата за устройство и безопасна експлоатация на съдове под налягане. Максимално допустимата температура на нагряване на цилиндъра не трябва да надвишава 45 ° C, докато налягането на парите на бутана достига 0,385 MPa, а пропанът - 1,4-1,5 MPa. Цилиндрите трябва да бъдат защитени от нагряване от слънчева светлина или други източници на топлина.
Промяна в обема на газа по време на изпаряване
При изпаряване на 1 литър втечнен газ се образуват около 250 литра газообразен газ. По този начин дори малък теч на пропан-бутан може да бъде много опасен, тъй като обемът на газа по време на изпарението се увеличава 250 пъти. Плътността на газовата фаза е 1,5-2,0 пъти по-голяма от плътността на въздуха. Това обяснява факта, че при течове газът трудно се разпръсква във въздуха, особено в затворено помещение. Неговите пари могат да се натрупват в естествени и изкуствени вдлъбнатини, образувайки експлозивна смес.
Таблица 2. Физични и химични свойства на компонентите на втечнения газ пропан, бутан и бензин.
| Индекс | Пропан | Бутан (нормален) | Бензин |
| Молекулна маса | 44,10 | 58,12 | 114,20 |
| Плътност на течната фаза при нормални условия, kg / m 3 | 510 | 580 | 720 |
| Плътност на газовата фаза, kg / m 3: | |||
| при нормални условия | 2,019 | 2,703 | - |
| при 15°С | 1,900 | 2,550 | - |
| Специфична топлина на изпарение, kJ/kg | 484,5 | 395,0 | 397,5 |
| Най-ниска калоричност: | |||
| в течно състояние, MJ/l | 65,6 | 26,4 | 62,7 |
| в газообразно състояние, MJ/kg | 45,9 | 45,4 | 48,7 |
| в газообразно състояние, MJ / m 3 | 85,6 | 111,6 | 213,2 |
| Октаново число | 120 | 93 | 72-98 |
| Граници на запалимост в смес с въздух при нормални условия,% | 2,1-9,5 | 1,5-8,5 | 1,0-6,0 |
| Температура на самозапалване, °С | 466 | 405 | 255-370 |
| Теоретично необходимо за изгарянето на 1 m 3 газ, количеството въздух, m 3 | 23,80 | 30,94 | 14,70 |
| Коефициент на обемно разширение на течната фракция, % за 1°C | 0,003 | 0,002 | - |
| Точка на кипене при налягане 1 bar, °С | -42,1 | -0,5 | +98…104 (50% точка) |
Рейтинг на статията:
Резюме по темата:
Бутан (вещество)
план:
- Въведение
- 1 Изомерия
- 2 Физически свойства
- 3 Намиране и получаване
- 4 Десулфуризация (демеркаптанизация) на бутанова фракция
- 5 Приложения и реакции
- 6 Биологични ефекти
- 7 Сигурност Бележки
Въведение
Бутан(C 4 H 10) - органично съединение от класа на алканите. В химията името се използва главно за обозначаване на n-бутан. Сместа от n-бутан и неговия изомер изобутан CH(CH3)3 има същото име. Името идва от корена "но-" (английското наименование на маслената киселина е маслена киселина) и наставката "-an" (принадлежащи към алкани). Отровно, вдишването на бутан причинява дисфункция на белодробно-респираторния апарат. Съдържа се в природния газ, образуван по време на крекинг на петролни продукти, по време на отделянето на свързания нефтен газ, "мазен" природен газ. Като представител на въглеводородните газове е запалим и експлозивен, има ниска токсичност, има специфична характерна миризма и има наркотични свойства. Вредно засяга нервната система.
1. Изомерия
Бутанът има два изомера:
2. Физични свойства
Бутанът е безцветен горим газ, със специфична миризма, лесно се втечнява (под 0 °C и нормално налягане или при повишено налягане и нормална температура - силно летлива течност). Точка на замръзване -138°C (при нормално налягане). Разтворимост във вода - 6,1 mg в 100 ml вода (за n-бутан, при 20 ° C, той се разтваря много по-добре в органични разтворители). Може да образува азеотропно съединение с вода при температура около 100 °C и налягане 10 atm.
3. Намиране и получаване
Съдържа се в газовия кондензат и нефтения газ (до 12%). Той е продукт на каталитичен и хидрокаталитичен крекинг на нефтени фракции. В лабораторията може да се получи чрез реакцията на Wurtz.
2 C 2 H 5 Br + 2Na → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr
4. Десулфуризация (демеркаптанизация) на бутанова фракция
Бутановата фракция от права дестилация трябва да бъде пречистена от серни съединения, които са представени главно от метил и етил меркаптани. Методът за почистване на бутановата фракция от меркаптани се състои в алкална екстракция на меркаптани от въглеводородната фракция и последващо регенериране на алкали в присъствието на хомогенни или хетерогенни катализатори с атмосферен кислород с освобождаване на дисулфидно масло.
5. Приложение и реакции
При хлориране на свободни радикали образува смес от 1-хлоро- и 2-хлоробутан. Тяхното съотношение се обяснява добре с разликата в силата на C-H връзките в позиции 1 и 2 (425 и 411 kJ/mol). При пълно изгаряне във въздуха образува въглероден диоксид и вода. Бутанът се използва в смес с пропан в запалки, в газови бутилки във втечнено състояние, където има миризма, тъй като съдържа специално добавени ароматизатори. В този случай се използват "зимни" и "летни" смеси с различен състав. Калоричността на 1 kg е 45,7 MJ (12,72 kWh).
2C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O
При липса на кислород се образуват сажди или въглероден окис, или и двете.
2C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O 2C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O
DuPont разработи метод за получаване на малеинов анхидрид от n-бутан чрез каталитично окисление.
2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 7 O 2 → 2 C 2 H 2 (CO) 2 O + 8 H 2 O
n-Бутанът е суровина за производството на бутен, 1,3-бутадиен, компонент на бензините с високо октаново число. Бутанът с висока чистота и особено изобутанът могат да се използват като хладилен агент в хладилни приложения. Производителността на такива системи е малко по-ниска от фреоновата. Бутанът е екологично чист, за разлика от фреоновите хладилни агенти.
В хранително-вкусовата промишленост бутанът е регистриран като хранителна добавка. E943aи изобутан - E943b, като пропелент, например в дезодоранти.
6. Биологични ефекти
Вдишването на бутан причинява задушаване и сърдечна аритмия. Когато втечнен газ или струя от неговите пари навлезе в тялото, той причинява охлаждане до -20 ° C, което е изключително опасно при вдишване.
7. Сигурност
Запалим. Граници на експлозивност 1,9 - 8,4% във въздуха по обем. ПДК 300 mg/m³.
Бележки
- ГОСТ 20448-90. Втечнени въглеводородни горивни газове за битови нужди - www.nge.ru/g_20448-90.htm
- Газохроматографско измерване на масови концентрации на въглеводороди: метан, етан, етилен, пропан, пропилен, n-бутан, алфа-бутилен, изопентан във въздуха на работната зона. Методически указания. MUK 4.1.1306-03 (ОДОБРЕНО ОТ ГЛАВНИЯ ДЪРЖАВЕН САНИТАРЕН ЛЕКАР НА RF 30.03.2003 г.) - www.bestpravo.ru/fed2003/data07/tex22892.htm
- Химическа енциклопедия T1, М. 1988 г., стр. 331, статия „Бутани“
Физични свойства
Итън в n. y.- безцветен газ, без мирис. Моларна маса - 30.07. Точка на топене -182,81 °C, точка на кипене -88,63 °C. . Плътност ρ газ. \u003d 0,001342 g / cm³ или 1,342 kg / m³ (n.a.), ρ fl. \u003d 0,561 g / cm³ (T \u003d -100 ° C). Константа на дисоциация 42 (във вода, съгл.) [ източник?] . Налягане на парите при 0 ° C - 2,379 MPa.
Химични свойства
Химична формула C 2 H 6 (рационален CH 3 CH 3). Най-характерните реакции са заместването на водорода с халогени, които протичат по свободнорадикалния механизъм. Термичното дехидрогениране на етан при 550-650 °C води до кетен, при температури над 800 °C - до катацетилен (образува се и бензолиза). Директно хлориране при 300-450 ° C - до етилхлорид, нитриране в газовата фаза дава смес (3: 1) от нитроетан-нитрометан.
Касова бележка
В индустрията
В промишлеността се получава от нефт и природни газове, където е до 10% обемни. В Русия съдържанието на етан в нефтените газове е много ниско. В САЩ и Канада (където съдържанието му в нефта и природните газове е високо) той служи като основна суровина за производството на етена.
Инвитро
Получава се от йодометан чрез реакцията на Wurtz, от натриев ацетат чрез електролиза чрез реакцията на Kolbe, чрез сливане на натриев пропионат с алкали, от етилбромид чрез реакцията на Grignard, чрез хидрогениране на етен (над Pd) или ацетилен (в присъствието на Raney никел ).
Приложение
Основната употреба на етан в промишлеността е производството на етилен.
Бутан(C 4 H 10) - клас органични съединения алкани. В химията името се използва главно за обозначаване на n-бутан. Същото име има смес от n-бутан и неговия изомер изобутан CH(CH3)3. Името идва от корена "но-" (англ. име маслена киселина - маслена киселина) и наставката "-an" (принадлежащи към алкани). Във високи концентрации е отровен, вдишването на бутан причинява дисфункция на белодробно-респираторния апарат. Съдържащи се в природен газ, се образува, когато напукване нефтени продукти, при отделяне на асоциираните петролен газ, "мазни" природен газ. Като представител на въглеводородните газове е запалим и експлозивен, има ниска токсичност, има специфична характерна миризма и има наркотични свойства. Според степента на въздействие върху тялото газът принадлежи към вещества от 4-ти клас на опасност (ниско опасни) съгласно GOST 12.1.007-76. Вредно засяга нервната система .
изомерия
Бутан има две изомер:
Физични свойства
Бутанът е безцветен горим газ със специфична миризма, лесно се втечнява (под 0 °C и нормално налягане, или при повишено налягане и нормална температура - силно летлива течност). Точка на замръзване -138°C (при нормално налягане). Разтворимоствъв вода - 6,1 mg в 100 ml вода (за n-бутан, при 20 ° C, той се разтваря много по-добре в органични разтворители ). Може да се образува азеотропенсмес с вода при температура около 100 °C и налягане 10 atm.
Намиране и получаване
Съдържа се в газовия кондензат и нефтения газ (до 12%). Това е каталитичен и хидрокаталитичен продукт напукваненефтени фракции. В лабораторията може да се получи от wurtz реакции.
2 C 2 H 5 Br + 2Na → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr
Десулфуризация (демеркаптанизация) на бутанова фракция
Бутановата фракция от права дестилация трябва да бъде пречистена от серни съединения, които са представени главно от метил и етил меркаптани. Методът за почистване на бутановата фракция от меркаптани се състои в алкална екстракция на меркаптани от въглеводородната фракция и последващо регенериране на алкали в присъствието на хомогенни или хетерогенни катализатори с атмосферен кислород с освобождаване на дисулфидно масло.
Приложения и реакции
При хлориране на свободни радикали образува смес от 1-хлоро- и 2-хлоробутан. Тяхното съотношение се обяснява добре с разликата в силата на C-H връзките в позиции 1 и 2 (425 и 411 kJ/mol). Образува се пълно изгаряне във въздуха въглероден двуокиси вода. Бутанът се използва в комбинация с пропанв запалки, в газови бутилки във втечнено състояние, където има миризма, тъй като съдържа специално добавени ароматизатори. В този случай се използват "зимни" и "летни" смеси с различен състав. Калоричността на 1 kg е 45,7 MJ (12,72 kWh).
2C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O
При липса на кислород се образува саждиили въглероден окисили и двете заедно.
2C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O
2C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O
твърд Дюпонразработи метод за получаване малеинов анхидридот n-бутан по време на каталитично окисление.
2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 7 O 2 → 2 C 2 H 2 (CO) 2 O + 8 H 2 O
n-Бутан - суровина за производство бутен, 1,3-бутадиен, компонент на високооктановите бензини. Бутанът с висока чистота и особено изобутанът могат да се използват като хладилен агент в хладилни приложения. Производителността на такива системи е малко по-ниска от фреоновата. Бутанът е екологично чист, за разлика от фреоновите хладилни агенти.
В хранително-вкусовата промишленост бутанът е регистриран като хранителна добавка E943aи изобутан - E943b, как пропелент, например, в дезодоранти.
Етилен(На IUPAC: етен) - органични химическо съединение, описан с формулата C 2 H 4 . Е най-простият алкен (олефин). Етиленът практически не се среща в природата. Това е безцветен запалим газ с лека миризма. Частично разтворим във вода (25,6 ml в 100 ml вода при 0°C), етанол (359 ml при същите условия). Разтваря се добре в диетилов етер и въглеводороди. Съдържа двойна връзка и следователно се класифицира като ненаситен или ненаситен въглеводороди. Играе изключително важна роля в индустрията и също така е фитохормон. Етиленът е най-произвежданото органично съединение в света ; общото световно производство на етилен в 2008 гвъзлиза на 113 млн. тона и продължава да нараства с 2-3% годишно .
Приложение
Етиленът е водещ продукт основен органичен синтези се използва за получаване на следните съединения (изброени по азбучен ред):
Винил ацетат;
Дихлоретан / винил хлорид(3-то място, 12% от общия обем);
Етиленов оксид(2-ро място, 14-15% от общия обем);
Полиетилен(1-во място, до 60% от общия обем);
стирен;
Оцетна киселина;
Етилбензен;
етиленов гликол;
Етанол.
Етиленът, смесен с кислород, се използва в медицината за анестезиядо средата на 80-те години в СССР и Близкия изток. Етиленът е фитохормонпочти всички растения , между другото отговорен за падането на иглите в иглолистните дървета.
Основни химични свойства
Етиленът е химически активно вещество. Тъй като в молекулата има двойна връзка между въглеродните атоми, един от тях, по-малко силен, лесно се разкъсва и на мястото на прекъсване на връзката молекулите се съединяват, окисляват и полимеризират.
Халогениране:
CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → CH 2 Cl-CH 2 Cl
Бромната вода се обезцветява. Това е качествена реакция към ненаситени съединения.
Хидрогениране:
CH 2 \u003d CH 2 + H - H → CH 3 - CH 3 (под действието на Ni)
Хидрохалогениране:
CH 2 \u003d CH 2 + HBr → CH 3 - CH 2 Br
Хидратация:
CH 2 \u003d CH 2 + HOH → CH 3 CH 2 OH (под действието на катализатор)
Тази реакция е открита от A.M. Бутлеров и се използва за промишлено производство на етилов алкохол.
Окисляване:
Етиленът лесно се окислява. Ако етиленът се прекара през разтвор на калиев перманганат, той ще стане безцветен. Тази реакция се използва за разграничаване между наситени и ненаситени съединения.
Етиленовият оксид е крехко вещество, кислородният мост се разрушава и водата се свързва, което води до образуването на етиленов гликол:
C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
Полимеризация:
nCH 2 \u003d CH 2 → (-CH 2 -CH 2 -) n
Изопрен CH 2 \u003d C (CH 3) -CH \u003d CH 2, 2-метилбутадиен-1,3 - ненаситен въглеводород диенови серии (C н з 2n−2 ) . При нормални условия безцветна течност. Той е мономерза естествен каучуки структурна единица за много молекули на други природни съединения - изопреноиди, или терпеноиди. . Разтворим в алкохол. Изопренът полимеризира, за да даде изопрен каучуци. Изопренът също реагира полимеризацияс винилови връзки.
Намиране и получаване
Естественият каучук е полимер на изопрен - най-често цис-1,4-полиизопрен с молекулно тегло от 100 000 до 1 000 000. Съдържа няколко процента други материали като примеси, като напр катерици, мастна киселина, смола и неорганични вещества. Някои източници на естествен каучук се наричат гутаперчаи се състои от транс-1,4-полиизопрен, структурен изомер, който има подобни, но не идентични свойства. Изопренът се произвежда и отделя в атмосферата от много видове дървета (основният е дъб) Годишното производство на изопрен от растителност е около 600 милиона тона, половината от които се произвеждат от тропически широколистни дървета, а останалата част се произвежда от храсти. След излагане на въздействието на атмосферата, изопренът се превръща от свободни радикали (като хидроксилния (ОН) радикал) и в по-малка степен от озона в различни вещества като алдехиди, хидроксипероксиди, органични нитрати и епоксиди, които се смесват с водни капчици, за да образуват аерозоли или мъгла. Дърветата използват този механизъм не само за да избегнат прегряването на листата от слънцето, но и за да се предпазят от свободните радикали, особено озон. Изопренът е получен за първи път чрез термична обработка на естествен каучук. Най-достъпни в търговската мрежа като термичен продукт напукване нафтаили масла, както и страничен продукт при производството етилен. Произвеждат се приблизително 20 000 тона годишно. Около 95% от производството на изопрен се използва за производството на цис-1,4-полиизопрен, синтетичен вариант на естествен каучук.
Бутадиен-1,3(дивинил) CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 - ненаситен въглеводород, най-простият представител диенови въглеводороди.
Физични свойства
Бутадиен - безцветен газс характерна миризма температура на кипене-4,5°C температура на топене-108,9°C, пламна точка-40°C максимално допустима концентрациявъв въздуха (MAC) 0,1 g/m³, плътност 0,650 g/cm³ при -6 °C.
Леко се разтваря във вода, добре се разтваря в алкохол, керосин с въздух в количество 1,6-10,8%.
Химични свойства
Бутадиенът има тенденция да полимеризация, лесно се окислява въздухс образование кислородна водасъединения, които ускоряват полимеризацията.
Касова бележка
Чрез реакцията се получава бутадиен Лебедевпредаване етилов алкохолпрез катализатор:
2CH 3 CH 2 OH → C 4 H 6 + 2H 2 O + H 2
Или дехидрогениране на нормалното бутилен:
CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 3 → CH 2 \u003d CH-CH = CH 2 + H 2
Приложение
Полимеризацията на бутадиена произвежда синтетичен каучук. Съполимеризация с акрилонитрили стиренполучавам ABS пластмаса.
Бензол (° С 6 з 6 , Ph з) - органично химично съединение, безцветен течностс приятна сладост миризма. Протозои ароматен въглеводород. Бензолът е част от бензин, широко използвани в индустрия, е суровината за производството лекарства, различни пластмаси, синтетичен каучук, багрила. Въпреки че бензенът е част от суров нефт, в индустриален мащаб, се синтезира от другите му компоненти. токсичен, канцерогенен.
Физични свойства
Безцветна течност със специфична остра миризма. Точка на топене = 5,5 °C, Точка на кипене = 80,1 °C, Плътност = 0,879 g/cm³, Моларна маса = 78,11 g/mol. Както всички въглеводороди, бензенът гори и образува много сажди. Образува експлозивни смеси с въздуха, смесва се добре с етери, бензини други органични разтворители, с вода образува азеотропна смес с точка на кипене 69,25 ° C (91% бензен). Разтворимост във вода 1,79 g/l (при 25 °C).
Химични свойства
Реакциите на заместване са характерни за бензена - бензенът реагира с алкени, хлор алкани, халогени, азотени сярна киселина. Реакциите на разцепване на бензеновия пръстен протичат при тежки условия (температура, налягане).
Взаимодействие с хлор в присъствието на катализатор:
C 6 H 6 + Cl 2 -(FeCl 3) → C 6 H 5 Cl + HCl образува хлоробензен
Катализаторите насърчават създаването на активен електрофилен вид чрез поляризация между халогенни атоми.
Cl-Cl + FeCl 3 → Cl ઠ - ઠ +
C 6 H 6 + Cl ઠ - -Cl ઠ + + FeCl 3 → [C 6 H 5 Cl + FeCl 4] → C 6 H 5 Cl + FeCl 3 + HCl
При отсъствие на катализатор, при нагряване или осветяване възниква реакция на радикално заместване.
C 6 H 6 + 3Cl 2 - (осветление) → C 6 H 6 Cl 6 образува се смес от изомери на хексахлороциклохексан видео
Взаимодействие с бром (чист):
Взаимодействие с халогенни производни на алкани ( Реакция на Фридел-Крафтс):
C 6 H 6 + C 2 H 5 Cl -(AlCl 3) → C 6 H 5 C 2 H 5 + HCl се образува етилбензен
C 6 H 6 + HNO 3 -(H 2 SO 4) → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O
Структура
Бензолът се класифицира като ненаситен въглеводороди(хомоложна серия C n H 2n-6), но за разлика от въглеводородите от серията етилен C 2 H 4 проявява свойства, присъщи на ненаситените въглеводороди (те се характеризират с реакции на добавяне) само при тежки условия, но бензенът е по-склонен към реакции на заместване. Това "поведение" на бензена се обяснява с неговата специална структура: разположението на всички връзки и молекули в една и съща равнина и наличието на спрегнат 6π-електронен облак в структурата. Съвременната идея за електронния характер на връзките в бензена се основава на хипотезата Линус Полинг, който предлага да се изобрази молекулата на бензена като шестоъгълник с вписан кръг, като по този начин се подчертава липсата на фиксирани двойни връзки и наличието на единичен електронен облак, покриващ всичките шест въглеродни атома на цикъла.
производство
Към днешна дата има три фундаментално различни метода за производство на бензол.
Коксуваневъглища. Този процес е исторически първият и служи като основен източник на бензен до Втората световна война. Понастоящем делът на бензен, получен по този метод, е по-малък от 1%. Трябва да се добави, че бензенът, получен от каменовъглен катран, съдържа значително количество тиофен, което прави такъв бензен суровина, неподходяща за редица технологични процеси.
каталитичен реформинг(ароматизиращи) бензинови фракции от масло. Този процес е основният източник на бензен в САЩ. В Западна Европа, Русия и Япония 40-60% от общото количество на веществото се получава по този начин. В този процес, в допълнение към бензена, толуени ксилени. Поради факта, че толуенът се произвежда в количества, надвишаващи търсенето, той също се преработва частично в:
бензен - по метода на хидродеалкилиране;
смес от бензен и ксилени - чрез диспропорциониране;
Пиролизабензин и по-тежки нефтени фракции. По този метод се произвеждат до 50% бензен. Заедно с бензена се образуват толуен и ксилен. В някои случаи цялата тази фракция се изпраща на етапа на деалкилиране, където толуенът и ксилените се превръщат в бензен.
Приложение
Бензолът е едно от десетте най-важни вещества в химическата промишленост. [ източникът не е посочен 232 дни ] По-голямата част от получения бензен се използва за синтеза на други продукти:
около 50% от бензена се превръща в етилбензен (алкилиранебензен етилен);
около 25% от бензена се превръща в кумол (алкилиранебензен пропилей);
около 10-15% бензен хидрогенирамв циклохексан;
около 10% бензен се използва за производство нитробензен;
2-3% бензен се превръща в линейни алкилбензени;
приблизително 1% бензен се използва за синтез хлоробензен.
В много по-малки количества бензенът се използва за синтеза на някои други съединения. Понякога и в екстремни случаи, поради високата си токсичност, бензолът се използва като a разтворител. В допълнение, бензенът е бензин. Поради високата му токсичност съдържанието му е ограничено от новите стандарти до въвеждане до 1%.
Толуен(от испански Толу, толу балсам) - метилбензен, безцветна течност с характерна миризма, принадлежи към арените.
Толуенът е получен за първи път от P. Peltier през 1835 г. по време на дестилацията на борова смола. През 1838 г. е изолиран от А. Девил от балсам, донесен от град Толу в Колумбия, след което получава името си.
основни характеристики
Безцветна подвижна летлива течност с остра миризма, проявява слаб наркотичен ефект. Смесва се в неограничена степен с много въглеводороди алкохолии етери, не се смесва с вода. Индекс на пречупванесветлина 1.4969 при 20 °C. Запалим, гори с димящ пламък.
Химични свойства
Толуенът се характеризира с реакции на електрофилно заместване в ароматния пръстен и заместване в метиловата група по радикален механизъм.
Електрофилно заместванев ароматния пръстен той е предимно в орто и пара позиции по отношение на метиловата група.
В допълнение към реакциите на заместване, толуенът влиза в реакции на добавяне (хидрогениране), озонолиза. Някои окислители (алкален разтвор на калиев перманганат, разредена азотна киселина) окисляват метиловата група до карбоксилна група. Температура на самозапалване 535 °C. Концентрационна граница на разпространение на пламъка, % об. Температурна граница на разпространение на пламъка, °C. Точка на запалване 4 °C.
Взаимодействие с калиев перманганат в кисела среда:
5С 6 H 5 СH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5С 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O образуване на бензоена киселина
Приемане и почистване
Продукт каталитичен реформиране бензинфракции масло. Изолира се чрез селективна екстракция и последваща коригиране.Добри добиви се постигат и при каталитично дехидрогениране хептанпрез метилциклохексан. Пречистете толуен по същия начин. бензен, само ако се прилага концентриран сярна киселинане трябва да забравяме, че толуолът сулфониранпо-лек от бензена, което означава, че е необходимо да се поддържа по-ниска температура реакционна смес(по-малко от 30 °C). Толуенът също образува азеотропна смес с вода. .
Толуенът може да се получи от бензен Реакции на Фридел-Крафтс:
Приложение
Суровини за производство бензен, бензоена киселина, нитротолуени(включително тринитротолуен), толуен диизоцианати(чрез динитротолуен и толуен диамин) бензил хлориди други органични вещества.
Е разтворителза много полимери, е компонент на различни търговски разтворители за лаковеи цветове. Включени в разтворители: R-40, R-4, 645, 646 , 647 , 648. Използва се като разтворител в химическия синтез.
Нафталин- C 10 H 8 твърдо кристално вещество с характеристика миризма. Не се разтваря във вода, но е добре - в бензен, излъчване, алкохол, хлороформ.
Химични свойства
Нафталинът е химически подобен на бензен: лесно нитриран, сулфониран, взаимодейства с халогени. Различава се от бензена по това, че реагира още по-лесно.
Физични свойства
Плътност 1,14 g/cm³, точка на топене 80,26 °C, точка на кипене 218 °C, разтворимост във вода около 30 mg/l, точка на запалване 79 - 87 °C, точка на самозапалване 525 °C, моларна маса 128,17052 g/mol.
Касова бележка
Вземете нафталин от каменовъглен катран. Също така, нафталинът може да бъде изолиран от тежък пиролизен катран (масло за охлаждане), който се използва в процеса на пиролиза в заводи за етилен.
Термитите също произвеждат нафталин. Coptotermes formosanus да пазят гнездата си от мравки, гъбички и нематоди .
Приложение
Важна суровина за химическата промишленост: използва се за синтез фталов анхидрид, тетралин, декалина, различни производни на нафталина.
За получаване се използват производни на нафталин оцветителии експлозиви, в лекарство, как инсектицид.
Това е безцветен горим газ, който е силно разтворим в органични разтворители, но неразтворим във вода. Намира се в петролни продукти и природен газ. a има изомери: изо бутани п- бутан. Този газ се използва в промишлеността и. При изгаряне се разлага на въглероден диоксид и вода. Бутанът е слабо токсичен, но има отрицателен ефект върху нервната и сърдечно-съдовата система. Ето защо при работа с бутан Om не може да се използва в изпарения и трябва да се избягва контакт с кожата и лигавиците.
Бутанът се получава по три начина. Първият от тях, най-често срещаният, е използването на реакцията на Wurtz. Вторият начин е хидрогениране на алкини до алкани. Третият е дехидратация в присъствието на катализатор до , който след това се подлага на хидрогениране. Първата от тези реакции прави възможно получаването бутандиректно, останалите са многостъпални.
За да проведете реакцията на Wurtz, трябва да вземете метал и да го добавите към етил йодид. Реакционният продукт веднага ще стане бутан:CH3-CH2-I+2Na+I-CH2-CH3 -2NaI → CH3-CH2-CH2-CH3
Вторият начин да получите бутана - хидрогениране на бутин. Първоначално 1-бутинът се хидрогенира до 1-бутен, а след това 1-бутенът се хидрогенира вторично до бутан a: CH3-CH2-C CH → CH3-CH2-CH=CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (H2 хидрогениране)
1-бутин 1-бутен бутан
Трети процес на придобиване бутани също е многоетапен. Първият му етап включва дехидратация в присъствието на Al2O3 при температура 300-400°C: CH3-CH2-CH2-CH2-OH → CH3-CH2-CH=CH2 (Al2O3; 300 - 400°C) Дехидратация бутанола е да го източа. Възможно е при високи температури и само в присъствието на катализатори (Al2O3; H2SO4).Получавайки 1-бутен от предишната реакция, той се хидрогенира от водородния радикал до бутан a: CH3-CH2-CH=CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (Хидрогениране при H2) Всички горепосочени методи правят възможно получаването бутанв най-чист вид. Най-често първият от тях се използва за получаване на този газ, но в някои случаи се срещат и останалите.
Забележка
Не вдишвайте газове. Спазвайте мерките за пожарна безопасност.
Бутанът е органично вещество, принадлежащо към класа на наситените въглеводороди. Химичната му формула е C4H10. Използва се главно като компонент на високооктановите бензини и като суровина за производството на бутен. Бутенът е ненаситен въглеводород, газ, има формула C4H8. от бутансе характеризира с наличието на една двойна връзка в молекулата. Той се използва широко в синтеза на бутадиен, бутилов алкохол, изооктан и полиизобутилен. В допълнение, бутиленът се използва като един от компонентите на сместа за рязане и заваряване на метали.
Инструкция
Вижте формулите на следните химични съединения: C4H10 и C4H8. Каква е разликата? Само от факта, че в молекулата има още два атома (по-точно йони) водород. От това следва естествен извод: за да се превърне в, е необходимо да се премахнат два допълнителни водородни атома от неговата молекула. Тази реакция се нарича. Това се случва по следната схема: C4H10 \u003d C4H8 + H2.
Какви са условията за горната реакция? Просто няма да работи при нормални условия. На първо място ще ви трябва висока температура (около 500 градуса). Но само температурата не е достатъчна, за да протече реакцията по схемата, от която се нуждаете. По експериментални данни е установено, че тогава повечето от бутанще се превърне или в етан и етен (етилен), или в метан и пропен, тоест ще премине през следното
Ораторското изкуство като първообраз на журналистиката
Цитати за Наполеон - dslinkov — LiveJournal
Аз отмъщение Човекът на булдозера унищожи града