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 ankan. 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

+ Ankan không phân nhánh

• Tên ankan: 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 metan.

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 ankan không những bị tách hidro tạo thành các hidrocacbon 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, ankan 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 etyl clorua (hoặc etyl 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 butađien, isobutilen và xăng tổng hợp

Xem thêm tính chất hóa học của các chất khác:

• Tính chất hóa học của Metan CH4
• Tính chất của Etan C2H6
• Tính chất hóa học của Propan C3H8
• Tính chất hóa học của Pentan C5H12
• Tính chất hóa học của Hexan C̉6H14