Бутан имеет два изомера:
1. н-бутанCH3–CH2–CH2–CH3
2. изобутанCH(CH3)3
А. Галогенирование алканов протекает по радикальному механизму. Для инициирования реакции необходимо смесь алкана и галогена облучить УФ-светом или нагреть.
1. CH3–CH2–CH2–CH3 + 6Cl2 = Cl3C–CH2–CH2–CCl3+ 6HCl
2. CH(CH3)3 + 9Cl2 = CH(CCl3)3 + 9HCl
Б. Алканы реагируют с 10 % раствором азотной кислоты или оксидом азота NO2 в газовой фазе при температуре 140 °C и небольшом давлении с образованием нитропроизводных. В результате реакции образуются смеси продуктов. RH + HNO3 = RNO2 + H2O.
1. CH3–CH2–CH2–CH3 + 2HNO3 = О2NН2C–CH2–CH2–CН2NO2 + 2H2O.
2. CH(CH3)3 + 3HNO3 = CH(CH2NO2)3 + 3H2O.
Реакция частичного гидрирования бутадиена:
CH2=CH-CH=CH2 --(H2)--> CH2=CH-CH2-CH3 + CH3-CH2-CH2-CH3
С раствором брома реагирует только бутен-1:
C4H8 --(Br2)--> C4H8Br2 (1,2-дибромбутан)
Количество образовашегося дибромбутана: n(C4H8Br2) = 10.8/M(C4H8Br2) = 0.05 моль
Количество бутена-1 в смеси после гидрирования: n(C4H8) = n(C4H8Br2) = 0.05 моль; масса бутена-1: m(C4H8) = n(C4H8)*M(C4H8)= 0.05*56 = 2.8 г
Количество изначального бутадиена: n(C4H6) = 8.1/M(C4H6) = 0.15 моль
Значит количество бутана в смеси: n(C4H10) = 0.15-0.05 = 0.1 моль; масса бутана в смеси: m(C4H10) = n(C4H10)*M(C4H10) = 0.1*58 = 5.8 г
Тогда массовое содержание в смеси:
бутена-1 = 2.8/(2.8+5.8)*100 = 32.56%
бутана = 5.8/(2.8+5.8)*100 = 67.44%