Совет 1: Как получить бутан

Газ бутан широко применяется на производстве, в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Из бутана и его изомеров получают масляную кислоту, бутанол и некоторые другие вещества, которые используют как в неизменном виде, так и в качестве сырья для получения других химикатов. Существуют три способа получения этого газа.
Инструкция
1
Бутан представляет собой органическое соединение, принадлежащее к классу алканов. Он является бесцветным горючим газом, который хорошо растворяется в органических растворителях, но нерастворим в воде. Он содержится в нефтепродуктах и природном газе. У бутана имеются изомеры: изобутан и н-бутан. Этот газ применяют в промышленности и сельском хозяйстве. При сгорании он разлагается до углекислого газа и воды. Бутан малотоксичен, но негативно воздействует на нервную и сердечно-сосудистую системы. Поэтому при работе с бутаном нельзя вдыхать его пары и следует избегать его попадания на кожу и слизистые оболочки.
2
Бутан получают тремя способами. Первый из них, самый распространенный - использование реакции Вюрца. Второй способ - гидрирование алкинов до алканов. Третий заключается в дегидратации спиртов в присутствии катализатора до бутена, который затем подвергают гидрированию. Первая из этих реакций позволяет получить бутан напрямую, остальные же являются многоступенчатыми.
3
Для проведения реакции Вюрца требуется взять металлический натрий и добавить его к йодистому этилу. Продуктом реакции сразу станет бутан:CH3-CH2-I+2Na+I-CH2-CH3 -2NaI → CH3-CH2-CH2-CH3
4
Второй способ получения бутана - гидрирование бутина. Первоначально 1-бутин гидрируют до 1-бутена, а затем 1-бутен вторично гидрируют до бутана:CH3-CH2-C CH → CH3-CH2-CH=CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (Гидрирование по H2)
1-бутин 1-бутен бутан
5
Третий процесс получения бутана также является многоступенчатым. Первый его этап включает в себя дегидратацию бутилового спирта в присутствии Al2O3 при температуре 300-400оC:CH3-CH2-CH2-CH2-OH → CH3-CH2-CH=CH2 (Al2O3; 300 - 400оC)Дегидратация бутанола заключается в его осушении. Она возможна при высокой температуре и только в присутствии катализаторов (Al2O3; H2SO4).Получив из предыдущей реакции 1-бутен, его гидрируют по водородному радикалу до бутана:CH3-CH2-CH=CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (Гидрирование по H2)Все вышеуказанные способы позволяют получить бутан в чистом виде. Чаще всего для получения этого газа используется первый из них, однако, в ряде случаев находят применение и остальные.

Совет 2: Как из бутана получить бутен

Бутан — органическое вещество, относящееся к классу предельных углеводородов. Его химическая формула С4H10. Он главным образом используется как компонент высокооктановых бензинов и как сырье для производства бутена. Бутен — непредельный углеводород, газ, имеет формулу С4Н8. От бутана отличается наличием одной двойной связи в молекуле. Широко используется при синтезе бутадиена, бутилового спирта, изооктана и полиизобутилена. Кроме того, бутилен применяется как один из компонентов смеси для резки и сварке металлов.
Инструкция
1
Посмотрите на формулы следующих химических соединений: С4H10 и С4Н8. Чем они отличаются? Только тем, что в молекуле бутана на два атома (точнее, иона) водорода больше. Отсюда вытекает естественный вывод: чтобы превратить бутан в бутен, надо удалить из его молекулы два лишних атома водорода. Эта реакция называется дегидрированием. Она происходит по следующей схеме: С4Н10 = С4Н8 + Н2.
2
Каковы условия протекания вышеуказанной реакции? Просто так при нормальных условиях она не пойдет. Вам понадобится, прежде всего, высокая температура (порядка 500 градусов). Но одной лишь температуры для того, чтобы реакция прошла по нужной вам схеме, недостаточно. Экспериментальными данными установлено, что тогда большая часть бутана будет превращаться либо в этан и этен (этилен), либо в метан и пропен, то есть проходить по следующим схемам: С4Н10 = С2Н6 + С2Н4 и С4Н10 = СН4 + С3Н6. И лишь совсем небольшая часть бутана превратится в бутен и водород.
3
Поэтому вам необходим еще катализатор на основе никеля. В его присутствии при температуре 500 градусов почти 90 процентов бутана превращается в бутен, реакция будет выглядеть следующим образом: С4Н10 = С4Н8 + Н2. Поэтому эта реакция так и называется «получение бутена из бутана методом каталитического дегидрирования».
4
Разумеется, проведение реакции при такой температуре (500 градусов) в лабораторных условиях очень затруднительно. Поэтому описанный метод получения бутена используется только в промышленности.
5
Существуют и другие способы получения бутена. Например, крекингом нефти (высокотемпературная переработка), каталитическим крекингом (термокаталитическая переработка) вакуумного газойля и т.д. При крекинге повышается температура, за счет которой увеличивается дегидрогенизация.
Видео по теме
Источники:
  • бутан бутен
Обратите внимание
Не вдыхайте газы. Соблюдайте меры пожарной безопасности.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше