Butan er preget av reaksjoner. Flytende hydrokarbongasser
Fysiske og kjemiske egenskaper til propan-butanblanding. Propan. Butan. Propan-butan vs bensin.
Hydrokarboner, som er en del av tilhørende petroleumsgass, kl normale forhold befinner seg i gassformig tilstand, men med en økning i ytre trykk, endrer de sin aggregeringstilstand og blir til en væske. Denne egenskapen gjør det mulig å oppnå høy energitetthet og lagre flytende hydrokarbongass (LHG) i relativt enkle reservoarer. I motsetning til tilhørende petroleumsgass, er hydrokarboner som utgjør naturgass i gassform under normale forhold og endrer ikke aggregeringstilstand selv når betydelig endring press. Derfor er lagring av komprimert (komprimert) naturgass (CNG) forbundet med betydelige vanskeligheter - for eksempel må tanken tåle betydelig trykk opp til 200 atmosfærer.
Teknologier for produksjon og bruk av flytende naturgass (LNG), som kan lagres i spesielle isotermiske beholdere ved en temperatur under -160 ° C og et trykk på ca. 40 bar, promoteres intensivt. På mange måter går fordelene med den høye energitettheten til LNG tapt på grunn av kompleksiteten til kryogent utstyr, som er mye dyrere og krever konstant overvåking av høyt kvalifisert personell.
LPG produksjon
Hovedkomponentene i flytende petroleumsgass er C 3 H 8 propan og C 4 H 10 butan. Hovedsakelig industriell produksjon flytende gass kommer fra følgende kilder:
- tilhørende petroleumsgasser;
- kondensat fraksjoner av naturgass;
- gasser av olje og kondensat stabiliseringsprosesser;
- raffinerigasser hentet fra oljeraffineringsenheter.
Tabell 1. Fysiske og kjemiske parametere for flytende hydrokarbongass (PA og PBA) i henhold til GOST 27578-87
| Indeks | GSN merke | |
| PA | PBA | |
| Massefraksjon av komponenter, %: | ||
| metan og etan | Ikke standardisert | |
| propan | 90±10 | 50±10 |
| hydrokarboner C 4 og høyere | Ikke standardisert | |
| umettede hydrokarboner, (ikke mer) | 6 | 6 |
| Volum av væskerester ved +40°С, % | Fraværende | |
| Press mettede damper, MPa: | ||
| ved +45°С, ikke mer | - | 1,6 |
| ved -20°C, ikke mindre | - | 0,07 |
| ved -35°C, ikke mindre | 0,07 | - |
| Massefraksjon av svovel og svovelforbindelser, %, ikke mer | 0,01 | 0,01 |
| Inkludert hydrogensulfid, %, ikke mer | 0,003 | 0,003 |
| Innhold av fritt vann og alkali | Fraværende | |
Komponentsammensetningen av flytende gass er regulert av tekniske standarder GOST 27578-87 "Flytende hydrokarbongasser for veitransport. Spesifikasjoner" og GOST 20448-90 "Flytende hydrokarbonbrenselgasser for innenlands forbruk. spesifikasjoner". Den første standarden beskriver sammensetningen av flytende gass som brukes i veitransport. På nettstedet til Technosoyuz-selskapet presenteres spraybokser i et bredt spekter, samt diverse utstyr for bilservice. Om vinteren er det foreskrevet å bruke flytende gass av PA-merket (propan for biler), som inneholder 85 ± 10% propan, om sommeren - PBA (propan-butan for biler), som inneholder 50 ± 10% propan, butan og ikke mer enn 6 % umettede hydrokarboner. GOST 20448-90 har bredere toleranser for innholdet av komponenter, inkludert de som er skadelige når det gjelder deres innvirkning på gassutstyr (for eksempel svovel og dets forbindelser, umettede hydrokarboner, etc.). I henhold til disse spesifikasjonene leveres gassdrivstoff i to kvaliteter: vinterpropan-butanblanding (SPBTZ) og sommerpropan-butanblanding (SPBTL).
PBA-gasskvaliteten er tillatt for bruk i alle klimatiske områder ved en omgivelsestemperatur på minst -20°C. PA-merket brukes om vinteren i de klimatiske områdene der lufttemperaturen faller under -20°С (anbefalt intervall er -25...-20°С). Om våren, for full utvikling av reserver av flytende gass-PA, er det tillatt å bruke det ved temperaturer opp til 10 °C.
Tanktrykk
I en lukket tank danner LPG et tofasesystem. Trykket i sylinderen avhenger av det mettede damptrykket (damptrykket i et lukket volum i nærvær av en væskefase) og karakteriserer flyktigheten til den flytende gassen, som igjen avhenger av temperaturen i væskefasen og prosentdel propan og butan i den. Volatiliteten til propan er høyere enn for butan, og derfor er trykket ved lave temperaturer høyere.
Erfaring fra mange års praktisk drift viser:
- på lave temperaturer omgivelsesluft, er det mer effektivt å bruke LPG med høyt propaninnhold, siden dette sikrer pålitelig gassfordampning, og dermed en stabil tilførsel av produktet;
- ved høye positive omgivelsestemperaturer er det mer effektivt å bruke LPG med lavt propaninnhold, ellers en betydelig overtrykk som kan påvirke tettheten til gasssystemet negativt.
I tillegg til propan og butan inneholder LPG en liten mengde metan, etan og andre hydrokarboner, som kan endre blandingens egenskaper. Så etan har et økt, sammenlignet med propan, mettet damptrykk, som kan ha dårlig innflytelse ved positive temperaturer.
Endring i volumet av væskefasen under oppvarming
Propan-butanblandingen har en høy volumetrisk ekspansjonskoeffisient av væskefasen, som for propan er 0,003, og for butan - 0,002 per 1 ° C økning i gasstemperatur. Til sammenligning: den volumetriske ekspansjonskoeffisienten til propan er 15 ganger, og butan er 10 ganger større enn for vann. Tekniske standarder og forskrifter fastslår at fyllingsgraden av tanker og sylindere avhenger av gassmerket og forskjellen i dens temperaturer under fylling og påfølgende lagring. For tanker, hvis temperaturforskjell ikke overstiger 40 ° C, antas fyllingsgraden å være 85 %, med større temperaturforskjell bør fyllingsgraden reduseres. Sylindre fylles etter vekt i henhold til instruksjonene i Reglene for design og sikker drift av trykkbeholdere. Den maksimalt tillatte sylinderoppvarmingstemperaturen bør ikke overstige 45 ° C, mens damptrykket til butan når 0,385 MPa, og propan - 1,4-1,5 MPa. Sylindere må beskyttes mot oppvarming solstråler eller andre varmekilder.
Endring i gassvolum under fordampning
Når 1 liter flytende gass fordamper, dannes det ca 250 liter gassformig gass. Dermed kan selv en liten LPG-lekkasje være svært farlig, siden volumet av gass under fordampning øker med 250 ganger. Gassfasens tetthet er 1,5-2,0 ganger mer tetthet luft. Dette forklarer det faktum at ved lekkasjer er gassen vanskelig å spre ut i luften, spesielt i et lukket rom. Dampene kan samle seg i naturlige og kunstige fordypninger og danne en eksplosiv blanding.
Tabell 2. Fysisk-kjemiske egenskaper komponenter av flytende gass propan, butan og bensin.
| Indeks | Propan | Butan (normal) | Bensin |
| Molekylær masse | 44,10 | 58,12 | 114,20 |
| Tetthet av væskefasen under normale forhold, kg / m 3 | 510 | 580 | 720 |
| Gassfasens tetthet, kg / m 3: | |||
| under normale forhold | 2,019 | 2,703 | - |
| ved 15°C | 1,900 | 2,550 | - |
| Spesifikk fordampningsvarme, kJ/kg | 484,5 | 395,0 | 397,5 |
| Laveste brennverdi: | |||
| V flytende tilstand, MJ/l | 65,6 | 26,4 | 62,7 |
| i gassform, MJ/kg | 45,9 | 45,4 | 48,7 |
| i gassform, MJ / m 3 | 85,6 | 111,6 | 213,2 |
| Oktantall | 120 | 93 | 72-98 |
| Brennbarhetsgrenser i en blanding med luft under normale forhold, % | 2,1-9,5 | 1,5-8,5 | 1,0-6,0 |
| Selvantennelsestemperatur, °С | 466 | 405 | 255-370 |
| Teoretisk nødvendig for forbrenning av 1 m 3 gass, mengden luft, m 3 | 23,80 | 30,94 | 14,70 |
| Volumekspansjonskoeffisient for væskefraksjonen, % per 1°С | 0,003 | 0,002 | - |
| Kokepunkt ved et trykk på 1 bar, °С | -42,1 | -0,5 | +98…104 (50 % poeng) |
Artikkelvurdering:
Sammendrag om emnet:
Butan (stoff)
Plan:
- Introduksjon
- 1 Isomerisme
- 2 Fysiske egenskaper
- 3 Finne og motta
- 4 Avsvovling (avmerkaptanisering) av butanfraksjon
- 5 Søknader og reaksjoner
- 6 Biologiske effekter
- 7 Sikkerhet Notater
Introduksjon
Butan(C 4 H 10) - en organisk forbindelse av alkanklassen. I kjemi brukes navnet hovedsakelig for å referere til n-butan. Blandingen av n-butan og dets isomer isobutan CH(CH 3) 3 har samme navn. Navnet kommer fra roten "men-" ( engelsk navn smørsyre - smørsyre) og suffikset "-an" (tilhører alkaner). Giftig, innånding av butan forårsaker dysfunksjon av lunge-åndedrettsapparatet. Oppbevart i naturgass, dannes under krakking av petroleumsprodukter, under separering av tilhørende petroleumsgass, "fett" naturgass. som representant hydrokarbongasser brannfarlig og eksplosiv, lav toksisitet, har en spesifikk karakteristisk lukt, har narkotiske egenskaper. Skadelig effekt på nervesystemet.
1. Isomerisme
Butan har to isomerer:
2. Fysiske egenskaper
Butan er en fargeløs brennbar gass, med en spesifikk lukt, lett flytende (under 0 °C og normalt trykk eller ved forhøyet trykk og normal temperatur - en svært flyktig væske). Frysepunkt -138°C (ved normalt trykk). Løselighet i vann - 6,1 mg i 100 ml vann (for n-butan, ved 20 ° C, løses det mye bedre i organiske løsningsmidler). Det kan danne en azeotropisk forbindelse med vann ved en temperatur på omtrent 100 °C og et trykk på 10 atm.
3. Finne og motta
Inneholdt i gasskondensat og petroleumsgass (opptil 12%). Det er et produkt av katalytisk og hydrokatalytisk krakking av oljefraksjoner. I laboratoriet kan det oppnås ved Wurtz-reaksjonen.
2C2H5Br + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaBr
4. Avsvovling (avmerkaptanisering) av butanfraksjon
Den straight-run butanfraksjonen må renses fra svovelforbindelser, som hovedsakelig er representert av metyl- og etylmerkaptaner. Metoden for å rense butanfraksjonen fra merkaptaner består i alkalisk ekstraksjon av merkaptaner fra hydrokarbonfraksjonen og påfølgende regenerering av alkali i nærvær av homogene eller heterogene katalysatorer med atmosfærisk oksygen med frigjøring av disulfidolje.
5. Søknad og reaksjoner
Ved friradikalklorering danner det en blanding av 1-klor- og 2-klorbutan. Forholdet deres er godt forklart av forskjellen i styrke S-H slips i posisjon 1 og 2 (425 og 411 kJ/mol). Når det brennes fullstendig i luft, danner det karbondioksid og vann. Butan brukes i blanding med propan i lightere, i gassflasker i flytende tilstand, hvor det har en lukt, da det inneholder spesielt tilsatte luktstoffer. I dette tilfellet brukes "vinter" og "sommer" blandinger med forskjellige sammensetninger. Brennverdien på 1 kg er 45,7 MJ (12,72 kWh).
2C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O
Ved mangel på oksygen dannes sot eller karbonmonoksid, eller begge deler.
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 har utviklet en metode for å oppnå maleinsyreanhydrid fra n-butan ved katalytisk oksidasjon.
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-Butan er et råstoff for produksjon av buten, 1,3-butadien, en komponent i bensin med høyt oktantall. Butan med høy renhet og spesielt isobutan kan brukes som kjølemiddel i kjøleapplikasjoner. Ytelsen til slike systemer er litt lavere enn freon. Butan er miljøvennlig, i motsetning til freon-kjølemedier.
I Mat industri butan er registrert som mattilsetning E943a og isobutan - E943b, som drivmiddel, for eksempel i deodoranter.
6. Biologiske effekter
Innånding av butan forårsaker kvelning og hjertearytmi. Når flytende gass eller en stråle av dens damp kommer inn i kroppen, forårsaker det avkjøling til -20 ° C, noe som er ekstremt farlig ved innånding.
7. Sikkerhet
Brannfarlig. Eksplosjonsgrenser 1,9 - 8,4 % i luft i volum. MPC 300 mg/m³.
Notater
- GOST 20448-90. Flytende hydrokarbonbrenselgasser for innenlands forbruk - www.nge.ru/g_20448-90.htm
- Gasskromatografisk måling av massekonsentrasjoner av hydrokarboner: metan, etan, etylen, propan, propylen, nbutan, alfa-butylen, isopentan i luften i arbeidsområdet. Retningslinjer. MUK 4.1.1306-03 (GODKJENT AV STATENS SANITÆRLEGE I RF 30.03.2003) - www.bestpravo.ru/fed2003/data07/tex22892.htm
- Chemical Encyclopedia T1, M. 1988, s. 331, artikkel "Bhutans"
Fysiske egenskaper
Ethan på n. y.- fargeløs gass, luktfri. Molar masse- 30.07. Smeltepunkt -182,81 °C, kokepunkt -88,63 °C. . Tetthet ρ gass. \u003d 0,001342 g/cm³ eller 1,342 kg/m³ (n.a.), ρ fl. \u003d 0,561 g / cm³ (T \u003d -100 ° C). Dissosiasjonskonstant 42 (i vann, iht.) [ kilde?] . Damptrykk ved 0 ° C - 2.379 MPa.
Kjemiske egenskaper
Kjemisk formel C 2 H 6 (rasjonell CH 3 CH 3). De mest karakteristiske reaksjonene er substitusjon av hydrogen med halogener, som fortsetter i henhold til frie radikalmekanismen. Termisk dehydrogenering av etan ved 550-650 °C fører til keten, ved temperaturer over 800 °C - til katacetylen (det dannes også benzolyse). Direkte klorering ved 300-450 ° C - til etylklorid, nitrering i gassfasen gir en blanding (3: 1) av nitroetan-nitrometan.
Kvittering
I industrien
I industrien er det hentet fra petroleum og naturgasser, hvor det er opptil 10 volumprosent. I Russland er innholdet av etan i petroleumsgasser svært lavt. I USA og Canada (hvor innholdet i olje og naturgasser er høyt) fungerer det som hovedråstoff for produksjon av eten.
In vitro
Oppnådd fra jodmetan ved Wurtz-reaksjonen, fra natriumacetat ved elektrolyse ved Kolbe-reaksjonen, ved å smelte sammen natriumpropionat med alkali, fra etylbromid ved Grignard-reaksjonen, ved hydrogenering av eten (over Pd) eller acetylen (i nærvær av Raney-nikkel ).
applikasjon
Hovedbruken av etan i industrien er produksjon av etylen.
Butan(C 4 H 10) - klasse organisk forbindelse alkaner. I kjemi brukes navnet hovedsakelig for å referere til n-butan. Det samme navnet har en blanding av n-butan og dens isomer isobutan CH(CH3)3. Navnet kommer fra roten "men-" (engelsk navn smørsyre - smørsyre) og suffikset "-an" (tilhører alkaner). I høye konsentrasjoner er det giftig; innånding av butan forårsaker dysfunksjon av lunge-åndedrettsapparatet. Oppbevart i naturgass, dannes når sprekker oljeprodukter, når du skiller de tilknyttede petroleumsgass, "fet" naturgass. Som en representant for hydrokarbongasser er den brennbar og eksplosiv, har lav toksisitet, har en spesifikk karakteristisk lukt og har narkotiske egenskaper. I henhold til graden av påvirkning på kroppen, tilhører gassen stoffer i den fjerde fareklassen (lavfarlig) i henhold til GOST 12.1.007-76. Skadelig påvirker nervesystemet .
isomerisme
Bhutan har to isomer:
Fysiske egenskaper
Butan er en fargeløs brennbar gass, med en spesifikk lukt, lett flytende (under 0 °C og normalt trykk, eller ved forhøyet trykk og normal temperatur - en svært flyktig væske). Frysepunkt -138°C (ved normalt trykk). Løselighet i vann - 6,1 mg i 100 ml vann (for n-butan, ved 20 ° C, løses det mye bedre i organiske løsningsmidler ). Kan dannes azeotropisk blanding med vann ved en temperatur på ca. 100 °C og et trykk på 10 atm.
Finne og motta
Inneholdt i gasskondensat og petroleumsgass (opptil 12%). Det er et produkt av katalytisk og hydrokatalytisk sprekker oljefraksjoner. I laboratoriet kan fås fra wurtz-reaksjoner.
2C2H5Br + 2Na → CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaBr
Avsvovling (avmerkaptanisering) av butanfraksjon
Den straight-run butanfraksjonen må renses fra svovelforbindelser, som hovedsakelig er representert av metyl- og etylmerkaptaner. Metoden for å rense butanfraksjonen fra merkaptaner består i alkalisk ekstraksjon av merkaptaner fra hydrokarbonfraksjonen og påfølgende regenerering av alkali i nærvær av homogene eller heterogene katalysatorer med atmosfærisk oksygen med frigjøring av disulfidolje.
Søknader og reaksjoner
Ved friradikalklorering danner det en blanding av 1-klor- og 2-klorbutan. Forholdet deres er godt forklart av forskjellen i styrke S-N bindinger i posisjon 1 og 2 (425 og 411 kJ/mol). Fullstendig forbrenning i luftformer karbondioksid og vann. Butan brukes i kombinasjon med propan i lightere, i gassflasker i flytende tilstand, hvor den har en lukt, da den inneholder spesielt tilsatt luktstoffer. I dette tilfellet brukes "vinter" og "sommer" blandinger med forskjellige sammensetninger. Brennverdien på 1 kg er 45,7 MJ (12,72 kWh).
2C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O
I fravær av oksygen dannes det sot eller karbonmonoksid eller begge sammen.
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
fast dupont utviklet en metode for å skaffe maleinsyreanhydrid fra n-butan under katalytisk oksidasjon.
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-Butan - råstoff for produksjon buten, 1,3-butadien, en komponent av høyoktan bensin. Butan med høy renhet og spesielt isobutan kan brukes som kjølemiddel i kjøleapplikasjoner. Ytelsen til slike systemer er litt lavere enn freon. Butan er miljøvennlig, i motsetning til freon-kjølemedier.
I næringsmiddelindustrien er butan registrert som mattilsetning E943a, og isobutan - E943b, Hvordan drivmiddel for eksempel i deodoranter.
Etylen(Av IUPAC: eten) - organisk kjemisk forbindelse, beskrevet ved formelen C2H4. Er den enkleste alken (olefin). Etylen finnes praktisk talt ikke i naturen. Det er en fargeløs brennbar gass med en svak lukt. Delvis løselig i vann (25,6 ml i 100 ml vann ved 0°C), etanol (359 ml under samme betingelser). Det oppløses godt i dietyleter og hydrokarboner. Inneholder en dobbeltbinding og er derfor klassifisert som umettet eller umettet hydrokarboner. Spiller ekstremt viktig rolle i industrien, og er også fytohormon. Etylen er den mest produserte organiske forbindelsen i verden ; total verdensproduksjon av etylen i 2008 utgjorde 113 millioner tonn og fortsetter å vokse med 2-3 % per år .
applikasjon
Etylen er det ledende produktet grunnleggende organisk syntese og brukes til å oppnå følgende forbindelser (oppført i alfabetisk rekkefølge):
Vinylacetat;
Dikloretan / vinylklorid(3. plass, 12 % av totalvolumet);
Etylenoksid(2. plass, 14-15 % av totalvolumet);
Polyetylen(1. plass, opptil 60 % av det totale volumet);
Styren;
Eddiksyre;
Etylbenzen;
etylenglykol;
Etanol.
Etylen blandet med oksygen har blitt brukt i medisin for anestesi frem til midten av 1980-tallet i USSR og Midtøsten. Etylen er fytohormon nesten alle planter , blant andre ansvarlig for fallet av nåler i bartrær.
Grunnleggende kjemiske egenskaper
Etylen - kjemisk virkestoff. Siden det er en dobbeltbinding mellom karbonatomer i molekylet, brytes ett av dem, mindre sterkt, lett, og på stedet for bindingsbruddet blir molekylene sammenføyd, oksidert og polymerisert.
Halogenering:
CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → CH 2 Cl-CH 2 Cl
Misfarging oppstår bromvann. Dette er en kvalitativ reaksjon på umettede forbindelser.
Hydrogenering:
CH 2 \u003d CH 2 + H - H → CH 3 - CH 3 (under påvirkning av Ni)
Hydrohalogenering:
CH 2 \u003d CH 2 + HBr → CH 3 - CH 2 Br
Hydrering:
CH 2 \u003d CH 2 + HOH → CH 3 CH 2 OH (under påvirkning av en katalysator)
Denne reaksjonen ble oppdaget av A.M. Butlerov, og den brukes til industriell produksjon av etylalkohol.
Oksidasjon:
Etylen oksideres lett. Hvis etylen føres gjennom en løsning av kaliumpermanganat, vil den bli fargeløs. Denne reaksjonen brukes til å skille mellom mettede og umettede forbindelser.
Etylenoksid er et skjørt stoff, oksygenbroen knekker og vann går sammen, noe som resulterer i dannelse av etylenglykol:
C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
Polymerisasjon:
nCH 2 \u003d CH 2 → (-CH 2 -CH 2 -) n
Isopren CH 2 \u003d C (CH 3) -CH \u003d CH 2, 2-metylbutadien-1,3 - umettet hydrokarbon diene-serien (C n H 2n−2 ) . Under normale forhold, en fargeløs væske. Han er monomer Til naturlig gummi Og strukturell enhet for mange molekyler av andre naturlige forbindelser - isoprenoider, eller terpenoider. . Løselig i alkohol. Isopren polymeriserer for å gi isopren gummier. Isopren reagerer også polymerisasjon med vinylkoblinger.
Finne og motta
Naturgummi er en polymer av isopren - oftest cis-1,4-polyisopren med en molekylvekt på 100 000 til 1 000 000. Den inneholder noen få prosent av andre materialer som urenheter, som f.eks ekorn, fettsyre, harpiks og uorganiske stoffer. Noen kilder til naturgummi kalles guttaperka og består av trans-1,4-polyisopren, strukturell isomer, som har lignende, men ikke identiske egenskaper. Isopren produseres og slippes ut i atmosfæren av mange typer trær (den viktigste er eik) Den årlige produksjonen av isopren av vegetasjon er omtrent 600 millioner tonn, hvorav halvparten produseres av tropiske løvtrær, resten produseres av busker. Etter eksponering for atmosfæren omdannes isopren av frie radikaler (som hydroksyl (OH) radikalet) og, i mindre grad, ozon V ulike stoffer, som for eksempel aldehyder, hydroksyperoksider, organiske nitrater og epoksy, som blandes med vanndråper for å danne aerosoler eller tåke. Trær bruker denne mekanismen ikke bare for å unngå overoppheting av bladene fra solen, men også for å beskytte mot frie radikaler, spesielt ozon. Isopren ble først oppnådd ved varmebehandling av naturgummi. Mest kommersielt tilgjengelig som et produkt av termisk sprekker nafta eller oljer, samt et biprodukt i produksjonen etylen. Det produseres omtrent 20 000 tonn per år. Omtrent 95 % av isoprenproduksjonen brukes til å produsere cis-1,4-polyisopren, en syntetisk versjon av naturgummi.
Butadien-1,3(divinyl) CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 - umettet hydrokarbon, den enkleste representanten dienhydrokarboner.
Fysiske egenskaper
Butadien - fargeløs gass med en karakteristisk lukt koketemperatur-4,5°C smeltepunkt-108,9 °C, flammepunkt-40°C maksimal tillatt konsentrasjon i luft (MAC) 0,1 g/m³, tetthet 0,650 g/cm³ ved -6 °C.
Vi vil oppløses litt i vann, vi vil godt løse opp i alkohol, parafin med luft i en mengde på 1,6-10,8%.
Kjemiske egenskaper
Butadien pleier det polymerisasjon, lett oksidert luft med utdanning peroksid forbindelser som akselererer polymerisering.
Kvittering
Butadien oppnås ved reaksjonen Lebedev overføring etyl alkohol gjennom katalysator:
2CH 3 CH 2 OH → C 4 H 6 + 2H 2 O + H 2
Eller dehydrogenering av normal butylen:
CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH 3 → CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + H 2
applikasjon
Polymerisasjonen av butadien produserer en syntetisk gummi. Kopolymerisasjon med akrylnitril Og styren motta ABS plast.
Benzen (C 6 H 6 , Ph H) - organisk kjemisk forbindelse, fargeløs væske med en behagelig sødme lukt. Protozoer aromatisk hydrokarbon. Benzen er en del av bensin, mye brukt i industri, er råstoffet for produksjonen medisiner, forskjellige plast, syntetisk gummi, fargestoffer. Selv om benzen er en del av råolje, i industriell skala, er det syntetisert fra de andre komponentene. giftig, kreftfremkallende.
Fysiske egenskaper
Fargeløs væske med en særegen skarp lukt. Smeltepunkt = 5,5 °C, Kokepunkt = 80,1 °C, Tetthet = 0,879 g/cm³, Molar masse = 78,11 g/mol. Som alle hydrokarboner, brenner benzen og danner mye sot. Danner eksplosive blandinger med luft, blandes godt med etere, bensin og andre organiske løsningsmidler, med vann danner en azeotrop blanding med et kokepunkt på 69,25 °C (91 % benzen). Løselighet i vann 1,79 g/l (ved 25 °C).
Kjemiske egenskaper
Substitusjonsreaksjoner er karakteristiske for benzen - benzen reagerer med alkener, klor alkaner, halogener, salpetersyre Og svovelsyre. Benzenring-spaltningsreaksjoner finner sted under tøffe forhold (temperatur, trykk).
Interaksjon med klor i nærvær av en katalysator:
C 6 H 6 + Cl 2 -(FeCl 3) → C 6 H 5 Cl + HCl danner klorbenzen
Katalysatorer fremmer dannelsen av en aktiv elektrofil art ved polarisering mellom halogenatomer.
Cl-Cl + FeCl3 → 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
I fravær av en katalysator, når den oppvarmes eller belyses, oppstår en radikal substitusjonsreaksjon.
C 6 H 6 + 3Cl 2 - (belysning) → C 6 H 6 Cl 6 en blanding av heksaklorcykloheksanisomerer dannes video
Interaksjon med brom (rent):
Interaksjon med halogenderivater av alkaner ( Friedel-Crafts reaksjon):
C 6 H 6 + C 2 H 5 Cl -(AlCl 3) → C 6 H 5 C 2 H 5 + HCl etylbenzen dannes
C 6 H 6 + HNO 3 -(H 2 SO 4) → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O
Struktur
Benzen er klassifisert som umettet hydrokarboner(homolog serie C n H 2n-6), men i motsetning til hydrokarboner i serien etylen C 2 H 4 viser egenskaper som er iboende i umettede hydrokarboner (de er karakterisert ved addisjonsreaksjoner) bare under tøffe forhold, men benzen er mer utsatt for substitusjonsreaksjoner. Denne "oppførselen" til benzen forklares av dens spesielle struktur: plasseringen av alle bindinger og molekyler på samme plan og tilstedeværelsen av en konjugert 6π-elektronsky i strukturen. Den moderne ideen om den elektroniske naturen til bindinger i benzen er basert på hypotesen Linus Pauling, som foreslo å skildre benzenmolekylet som en sekskant med en innskrevet sirkel, og understreket dermed fraværet av faste dobbeltbindinger og tilstedeværelsen av en enkelt elektronsky som dekker alle seks karbonatomer i syklusen.
Produksjon
Til dags dato er det tre fundamentalt forskjellige metoder for produksjon av benzen.
Koksing steinkull. Denne prosessen var historisk sett den første og fungerte som hovedkilden til benzen frem til andre verdenskrig. For tiden er andelen benzen oppnådd ved denne metoden mindre enn 1%. Det skal legges til at benzen oppnådd fra kulltjære inneholder en betydelig mengde tiofen, noe som gjør slikt benzen til et råmateriale uegnet for en rekke teknologiske prosesser.
katalytisk reformering(aromaiserer) bensinfraksjoner av olje. Denne prosessen er hovedkilden til benzen i USA. I Vest-Europa, Russland og Japan på denne måten mottar 40-60% av Total stoffer. I denne prosessen, i tillegg til benzen, toluen Og xylener. På grunn av det faktum at toluen produseres i mengder som overstiger etterspørselen etter det, blir det også delvis bearbeidet til:
benzen - ved hydrodealkyleringsmetode;
en blanding av benzen og xylener - ved disproporsjonering;
Pyrolyse bensin og tyngre oljefraksjoner. Opptil 50 % av benzen produseres ved denne metoden. Sammen med benzen dannes toluen og xylener. I noen tilfeller sendes hele denne fraksjonen til dealkyleringstrinnet, hvor både toluen og xylener omdannes til benzen.
applikasjon
Benzen er et av de ti viktigste stoffene i kjemisk industri. [ kilde ikke spesifisert 232 dager ] Det meste av det resulterende benzenet brukes til syntese av andre produkter:
ca. 50 % av benzen omdannes til etylbenzen (alkylering benzen etylen);
ca. 25 % av benzen omdannes til kumen (alkylering benzen propylen);
ca. 10-15% benzen hydrogenere V cykloheksan;
ca. 10 % av benzen brukes til produksjon nitrobenzen;
2-3 % benzen omdannes til lineære alkylbenzener;
ca. 1 % benzen brukes til syntese klorbenzen.
I mye mindre mengder brukes benzen til syntese av noen andre forbindelser. Noen ganger og i ekstreme tilfeller, på grunn av sin høye toksisitet, brukes benzen som en løsemiddel. I tillegg er benzen bensin. På grunn av den høye toksisiteten er innholdet begrenset av nye standarder til innføring av opptil 1%.
Toluen(fra spansk Tolu, tolu balsam) - metylbenzen, en fargeløs væske med en karakteristisk lukt, tilhører arenaer.
Toluen ble først oppnådd av P. Peltier i 1835 under destillasjonen av furuharpiks. I 1838 ble den isolert av A. Deville fra en balsam hentet fra byen Tolú i Colombia, hvoretter den fikk navnet sitt.
generelle egenskaper
Fargeløs mobil flyktig væske med en skarp lukt, viser en svak narkotisk effekt. Blandbar i ubegrenset grad med hydrokarboner, mange alkoholer Og etere, ikke blandbar med vann. Brytningsindeks lys 1,4969 ved 20 °C. Brennbar, brenner med en røykfylt flamme.
Kjemiske egenskaper
Toluen er preget av reaksjoner med elektrofil substitusjon i den aromatiske ringen og substitusjon i metylgruppen ved en radikalmekanisme.
Elektrofil substitusjon i den aromatiske ringen går den overveiende i orto- og paraposisjonene i forhold til metylgruppen.
I tillegg til substitusjonsreaksjoner går toluen inn i addisjonsreaksjoner (hydrogenering), ozonolyse. Noen oksidasjonsmidler (en alkalisk løsning av kaliumpermanganat, fortynnet salpetersyre) oksiderer metylgruppen til en karboksylgruppe. Selvantennelsestemperatur 535 °C. Konsentrasjonsgrense for flammeutbredelse, %vol. Temperaturgrense for flammeutbredelse, °C. Flammepunkt 4 °C.
Interaksjon med kaliumpermanganat i et surt miljø:
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 dannelse av benzosyre
Mottak og rengjøring
Produkt katalytisk reformere bensin fraksjoner olje. Det isoleres ved selektiv ekstraksjon og påfølgende retting Gode utbytter oppnås også med katalytisk dehydrogenering heptan gjennom metylcykloheksan. Rens toluen på samme måte. benzen, bare hvis brukt konsentrert svovelsyre vi må ikke glemme det toluenet sulfonert lettere enn benzen, noe som betyr at det er nødvendig å holde en lavere temperatur reaksjonsblanding(mindre enn 30 °C). Toluen danner også en azeotrop blanding med vann. .
Toluen kan fås fra benzen Friedel-Crafts reaksjoner:
applikasjon
Råvarer til produksjon benzen, benzosyre, nitrotoluener(gjelder også trinitrotoluen), toluendiisocyanater(via dinitrotoluen og toluen diamin) benzylklorid og andre organiske stoffer.
Er løsemiddel for mange polymerer, er en komponent i ulike kommersielle løsemidler for lakker Og farger. Inkludert i løsemidler: R-40, R-4, 645, 646 , 647 , 648. Brukes som løsemiddel i kjemisk syntese.
Naftalen- C10H8 fast krystallinsk substans med karakteristikk lukt. Den løses ikke opp i vann, men den er god - i benzen, kringkaste, alkohol, kloroform.
Kjemiske egenskaper
Naftalen av kjemiske egenskaper lik benzen: Enkelt nitraterte, sulfonert, samhandler med halogener. Det skiller seg fra benzen ved at det reagerer enda lettere.
Fysiske egenskaper
Tetthet 1,14 g/cm³, smeltepunkt 80,26 °C, kokepunkt 218 °C, løselighet i vann ca. 30 mg/l, flammepunkt 79 - 87 °C, selvantennelsespunkt 525 °C, molar masse 128,17052 g/mol.
Kvittering
Få naftalen fra kull tjære. Også naftalen kan isoleres fra tung pyrolysetjære (quenching oil), som brukes i pyrolyseprosessen i etylenanlegg.
Termitter produserer også naftalen. Coptotermes formosanus å beskytte reirene deres mot maur, sopp og nematoder .
applikasjon
Viktig råstoff fra den kjemiske industrien: brukt til syntesen ftalsyreanhydrid, tetralin, decalina, forskjellige derivater av naftalen.
Naftalenderivater brukes til å oppnå fargestoffer Og eksplosiver, V medisin, Hvordan insektmiddel.
Det er en fargeløs brennbar gass som er svært løselig i organiske løsemidler, men uløselig i vann. Det finnes i petroleumsprodukter og naturgass. a har isomerer: iso butan og n- butan. Denne gassen brukes i industri og. Når den brennes, brytes den ned til karbondioksid og vann. Butan er lite giftig, men har en negativ effekt på nervesystemet og det kardiovaskulære systemet. Derfor, når du jobber med butan Om kan ikke brukes i damp og kontakt med hud og slimhinner bør unngås.
Butan oppnås på tre måter. Den første av disse, den vanligste, er bruken av Wurtz-reaksjonen. Den andre måten er hydrogenering av alkyner til alkaner. Den tredje er dehydrering i nærvær av en katalysator til , som deretter utsettes for hydrogenering. Den første av disse reaksjonene gjør det mulig å oppnå butan direkte, resten er flertrinns.
For å utføre Wurtz-reaksjonen, må du ta en metall og legge den til etyljodid. Reaksjonsproduktet vil umiddelbart bli butan:CH3-CH2-I+2Na+I-CH2-CH3-2NaI → CH3-CH2-CH2-CH3
Den andre måten å få butan a - hydrogenering av butyn. Til å begynne med hydrogeneres 1-butyn til 1-buten, og deretter hydrogeneres 1-buten sekundært til butan a: CH3-CH2-C CH → CH3-CH2-CH=CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (H2-hydrogenering)
1-butyn 1-buten butan
Tredje oppkjøpsprosess butan og er også flertrinnsvis. Det første trinnet inkluderer dehydrering i nærvær av Al2O3 ved en temperatur på 300-400°C: CH3-CH2-CH2-CH2-OH → CH3-CH2-CH=CH2 (Al2O3; 300 - 400°C) Dehydrering butan ola er å drenere den. Det er mulig ved høye temperaturer og kun i nærvær av katalysatorer (Al2O3; H2SO4) Etter å ha oppnådd 1-buten fra forrige reaksjon, hydrogeneres det av hydrogenradikalet til butan a: CH3-CH2-CH=CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (Hydrogenering ved H2) Alle de ovennevnte metodene gjør det mulig å oppnå butan V ren form. Oftest brukes den første av dem til å skaffe denne gassen, men i noen tilfeller blir resten også funnet.
Merk
Ikke inhaler gasser. Følg tiltakene brannsikkerhet.
Bhutan - organisk materiale som tilhører klassen mettede hydrokarboner. Hans kjemisk formel C4H10. Den brukes hovedsakelig som en komponent i høyoktan bensin og som råmateriale for produksjon av buten. Buten - umettet hydrokarbon, en gass, har formelen C4H8. Fra butan karakterisert ved tilstedeværelsen av en dobbeltbinding i molekylet. Det er mye brukt i syntesen av butadien, butylalkohol, isooktan og polyisobutylen. I tillegg brukes butylen som en av komponentene i blandingen for skjæring og sveising av metaller.
Instruksjon
Se på formlene til følgende kjemiske forbindelser: C4H10 og C4H8. Hva er forskjellen? Bare ved at det er to flere atomer (mer presist, ioner) av hydrogen i molekylet. En naturlig konklusjon følger av dette: for å bli til, er det nødvendig å fjerne to ekstra hydrogenatomer fra molekylet. Denne reaksjonen kalles. Det skjer i henhold til følgende skjema: C4H10 \u003d C4H8 + H2.
Hva er betingelsene for reaksjonen ovenfor? Det vil bare ikke fungere under normale forhold. Du trenger først og fremst varme(ca. 500 grader). Men temperatur alene er ikke nok for at reaksjonen skal fortsette i henhold til skjemaet du trenger. Det har blitt fastslått av eksperimentelle data at da mest av butan vil enten bli til etan og eten (etylen), eller til metan og propen, det vil si gå gjennom følgende
Den kjemiske sammensetningen av cellen
Karbon - element egenskaper og kjemiske egenskaper
Verifikasjonsarbeid "grunnleggende om læren om biosfæren"