Tính chất hóa học của butan C₄H₁₀ | Tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

Bài viết về tính chất hóa học của butan C₄H₁₀ gồm đầy đủ định nghĩa, công thức phân tử, công thức cấu tạo, tên gọi, tính chất hóa học, tính chất vật lí, cách điều chế và ứng dụng.

Tính chất hóa học của butan C₄H₁₀

I. Định nghĩa

- Định nghĩa: Butan (C₄H₁₀) là một hyđrocacbon no thuộc dãy đồng đẳng của alkane. Butan là chất khí, không màu, không mùi.

- Công thức phân tử: C₄H₁₀.

- Công thức cấu tạo:

- Đồng phân

Đồng phân mạch cacbon (Từ C₄H₁₀ trở đi mới có mạch cacbon)

- Danh pháp

   + alkane không phân nhánh

    • Tên alkane: Tên mạch cacbon + an

    CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ - (Butan)

    • Tên gốc ankyl: Tên mạch cacbon chính + yl

    CH₃CH₂CH₂CH₂ - (Butyl)

   + Ankan phân nhánh

    • Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + an

II. Tính chất vật lí & nhận biết

- Butan là chất khí, không màu, dễ cháy, dễ hóa lỏng. Butan có trong khí thiên nhiên, khí chế biến dầu.

III. Tính chất hóa học

- Trong phân tử C₄H₁₀ chỉ có liên kết và . Đó là các liên kết xích ma bền vững, vì thế C₄H₁₀ tương đối trơ về mặt hóa học: Ở nhiệt độ thường, chúng không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh (như KMnO₄) Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác, nhiệt, C₄H₁₀ tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa.

1. Phản ứng thế bởi halogen

- Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp butan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hidro bằng clo. Tương tự như methane.

   C₄H₁₀ + Cl₂ → C₄H₉Cl + HCl

- Phản ứng thế H bằng halogen thuộc loại phản ứng halogen hóa, sản phẩm hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.

2. Phản ứng tách (gãy liên kết C-C và C-H)

- Dưới tác dụng của nhiệt và xúc tác (Cr₂O₃, Fe, Pt,...), các alkane không những bị tách hidro tạo thành các hydrocarbon không no mà còn bị gãy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn.

3. Phản ứng oxi hóa

- Khi đốt, butan bị cháy tạo ra CO₂, H₂O và tỏa nhiều nhiệt

- Nếu không đủ oxi, alkane bị cháy không hoàn toàn, khi đó ngoài CO₂ và H₂O còn tạo ra các sản phẩm như CO, than muội, không những làm giảm năng suất tỏa nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường.

IV. Điều chế

- Điều chế bằng cách cho Ethyl clorua (hoặc Ethyl bromua) tác dụng với natri (kim loại), dạng iso được điều chế bằng cách đồng phân hóa n-butan dưới tác dụng của AlCl₃ và HCl ở nhiệt độ 90 - 105 , 10-12 atm hoặc trên các chất xúc tác axit rắn.

   C₄H₆ + 2H₂ → C₄H₁₀

   2C₂H₅Cl + 2Na → C₄H₁₀ + 2NaCl

V. Ứng dụng

- Dùng làm nhiên liệu điều chế butadiene, isobutilen và xăng tổng hợp

Xem thêm tính chất hóa học của các chất khác:

• Tính chất hóa học của methane CH₄
• Tính chất của Etan C₂H₆
• Tính chất hóa học của propane C₃H₈
• Tính chất hóa học của Pentan C₅H₁₂
• Tính chất hóa học của Hexan C_̉6H₁₄

---