Butan - Butane

Butan
Skelettformel von Butan mit allen gezeigten impliziten Wasserstoffatomen
Skelettformel von Butan mit allen gezeigten Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen
Kugel-Stab-Modell des Butanmoleküls
Raumfüllendes Modell des Butanmoleküls
Namen
Bevorzugter IUPAC-Name
Butan
Systematischer IUPAC-Name
Tetracarban (niemals empfohlen)
Andere Namen
Butylhydrid; Quartan; Kältemittel 3-11-0
Bezeichner
3D-Modell ( JSmol )
969129
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA-InfoCard 100.003.136 Bearbeite dies bei Wikidata
EG-Nummer
E-Nummer E943a ( Glasurmittel , ...)
1148
KEGG
Gittergewebe Butan
RTECS-Nummer
UNII
UN-Nummer 1011
  • InChI=1S/C4H10/c1-3-4-2/h3-4H2,1-2H3 prüfenJa
    Schlüssel: IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N prüfenJa
  • CCCC
Eigenschaften
C 4 H 10
Molmasse 58,124  g·mol -1
Aussehen Farbloses Gas
Geruch Benzinähnlich oder Erdgasähnlich
Dichte 2,48 kg/m 3 (bei 15 °C (59 °F))
Schmelzpunkt −140 bis −134 °C; −220 bis −209 °F; 133 bis 139 K
Siedepunkt −1 bis 1 °C; 30 bis 34 °F; 272 bis 274 K
61 mg/l (bei 20 °C (68 °F))
log P 2.745
Dampfdruck ~170 kPa bei 283 K
11 nmol Pa -1 kg -1
Korrespondierende Säure Butanium
−57,4·10 −6 cm 3 /mol
Thermochemie
98,49 J/(K·mol)
Std
Bildungsenthalpie
f H 298 )
−126.3–−124.9 kJ/mol
Std.
Verbrennungsenthalpie
c H 298 )
−2.8781–−2.8769 MJ/mol
Gefahren
Sicherheitsdatenblatt Siehe: Datenseite
GHS-Piktogramme GHS02: Entzündlich GHS04: Komprimiertes Gas
GHS-Signalwort Achtung
H220
P210
NFPA 704 (Feuerdiamant)
1
4
0
Flammpunkt −60 °C (−76 °F; 213 K)
405 °C (761 °F; 678 K)
Explosionsgrenzen 1,8–8,4%
NIOSH (US-Grenzwerte für die Gesundheitsbelastung):
PEL (zulässig)
keiner
REL (empfohlen)
TWA 800 ppm (1900 mg/m 3 )
IDLH (unmittelbare Gefahr)
1600 ppm
Verwandte Verbindungen
Verwandte Alkane
Verwandte Verbindungen
Perfluorbutan
Ergänzende Datenseite
Brechungsindex ( n ),
Dielektrizitätskonstanter ) usw.
Thermodynamische
Daten
Phasenverhalten
fest-flüssig-gas
UV , IR , NMR , MS
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox-Referenzen

Butane ( / b ju t n / ) oder n - Butan ist ein Alkan mit der Formel C 4 H 10 . Butan ist bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck ein Gas. Butan ist ein leicht entzündliches, farbloses, leicht verflüssigtes Gas , das bei Raumtemperatur schnell verdampft. Der Name Butan leitet sich von den Wurzeln but- (von Buttersäure , benannt nach dem griechischen Wort für Butter) und -ane ab . Es wurde 1849 vom Chemiker Edward Frankland entdeckt. Es wurde 1864 von Edmund Ronalds in Rohöl gelöst gefunden , der als erster seine Eigenschaften beschrieb.

Geschichte

Butan wurde 1849 vom Chemiker Edward Frankland entdeckt. Es wurde 1864 von Edmund Ronalds gelöst in Rohöl gefunden, der als erster seine Eigenschaften beschrieb.

Isomere

Gemeinsamen Namen normales Butan
unverzweigtes Butan
n -Butan
Isobutan
i -Butan
IUPAC-Name Butan Methylpropan
Molecular
Diagramm
Butan Lewis.svg Isobutan 1.svg
Skeletal
Diagramm
Butan simple.svg I-Butan-2D-Skeletal.svg

Die Rotation um die zentrale C‐C‐ Bindung erzeugt zwei verschiedene Konformationen ( trans und gauche ) für n- Butan.

Reaktionen

Spektrum der blauen Flamme von einem Butanbrenner zeigt , CH Molekularradikalbandemission und C 2 Swan Bänder

Wenn reichlich Sauerstoff vorhanden ist, verbrennt Butan zu Kohlendioxid und Wasserdampf; wenn Sauerstoff begrenzt ist, können auch Kohlenstoff ( Ruß ) oder Kohlenmonoxid gebildet werden. Butan ist dichter als Luft.

Bei ausreichender Sauerstoffversorgung:

2 C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O

Bei Sauerstoffmangel:

2 C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O

Butan enthält nach Gewicht etwa 49,5  MJ / kg (13,8  kWh /kg; 22,5 MJ/ lb ; 21.300  Btu /lb) oder nach Flüssigkeitsvolumen 29,7 Megajoule pro Liter (8,3 kWh/l; 112 MJ/US gal; 107.000 Btu/US .). gal).

Die maximale adiabatische Flammentemperatur von Butan mit Luft beträgt 2.243 K (1.970 °C; 3.578 °F).

n- Butan ist das Ausgangsmaterial für das katalytische Verfahren von DuPont zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid :

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 wird wie alle Kohlenwasserstoffe durch freie Radikale chloriert und liefert sowohl 1-Chlor- als auch 2-Chlorbutane sowie höher chlorierte Derivate. Die relativen Chlorierungsgeschwindigkeiten werden teilweise durch die unterschiedlichen Bindungsdissoziationsenergien , 425 und 411 kJ /mol für die beiden Arten von CH-Bindungen, erklärt.

Verwendet

Normales Butan kann zum Mischen von Benzin , als Brenngas, als Lösungsmittel für die Duftstoffextraktion, entweder allein oder in Mischung mit Propan , und als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Ethylen und Butadien , einem Hauptbestandteil von Synthesekautschuk, verwendet werden . Isobutan wird hauptsächlich von Raffinerien verwendet , um die Oktanzahl von Motorenbenzin zu erhöhen (zu erhöhen) .

Wenn es mit Propan und anderen Kohlenwasserstoffen gemischt wird , kann es im Handel als LPG für Flüssiggas bezeichnet werden. Es wird als Benzinkomponente, als Rohstoff für die Herstellung von petrochemischen Grundstoffen beim Steamcracken , als Treibstoff für Feuerzeuge und als Treibmittel in Aerosolsprays wie Deodorants verwendet .

Sehr reine Formen von Butan, insbesondere Isobutan, können als Kältemittel verwendet werden und haben die ozonschichtschädigenden Halogenmethane , beispielsweise in Haushaltskühl- und Gefriergeräten, weitgehend ersetzt . Der Betriebsdruck des Systems für Butan ist niedriger als für Halogenmethan, wie R-12 , daher funktionieren R-12-Systeme wie in Autoklimaanlagen, wenn sie in reines Butan umgewandelt werden, nicht optimal und daher ist eine Mischung aus Isobutan und Propan wird verwendet, um eine mit R-12 vergleichbare Kühlsystemleistung zu erzielen.

Butan wird auch als Feuerzeugbrennstoff für ein gewöhnliches Feuerzeug oder eine Butanfackel verwendet und wird in Flaschen als Brennstoff zum Kochen, Grillen und Campingkochern verkauft. Der Weltmarkt für Butankanister wird von südkoreanischen Herstellern dominiert .

Als Brennstoff wird es oft mit geringen Mengen an Schwefelwasserstoff und Mercaptanen gemischt , die dem unverbrannten Gas einen unangenehmen Geruch verleihen, der von der menschlichen Nase leicht wahrgenommen werden kann. Auf diese Weise können Butanlecks leicht identifiziert werden. Obwohl Schwefelwasserstoff und Mercaptane toxisch sind, sind sie in so geringen Mengen vorhanden, dass Erstickungs- und Brandgefahr durch das Butan weit vor der Toxizität zu Bedenken wird. Das meiste im Handel erhältliche Butan enthält auch eine gewisse Menge an verunreinigendem Öl, das durch Filtration entfernt werden kann, aber ansonsten eine Ablagerung am Zündpunkt hinterlässt und schließlich den gleichmäßigen Gasstrom blockieren kann. Das bei der Duftstoffextraktion verwendete Butan enthält diese Verunreinigungen nicht und Butangase können in schlecht belüfteten Bereichen Gasexplosionen verursachen, wenn Leckagen unbemerkt bleiben und durch Funken oder Flammen entzündet werden Cannabisöle.

Auswirkungen und gesundheitliche Probleme

Das Einatmen von Butan kann Euphorie , Benommenheit , Bewusstlosigkeit , Erstickung , Herzrhythmusstörungen , Blutdruckschwankungen und vorübergehenden Gedächtnisverlust verursachen, wenn es direkt aus einem unter Hochdruck stehenden Behälter missbraucht wird, und kann zum Tod durch Erstickung und Kammerflimmern führen . Es gelangt in die Blutversorgung und erzeugt innerhalb von Sekunden einen Rausch. Butan ist die am häufigsten missbrauchte flüchtige Substanz im Vereinigten Königreich und war im Jahr 2000 die Ursache für 52 % der Todesfälle durch Lösungsmittel. Wird Butan direkt in den Rachen gesprüht, kann der Flüssigkeitsstrahl schnell auf −20 °C (−4 ° .) abkühlen F) durch Expansion, die einen verlängerten Laryngospasmus verursacht . Das " Sudden Sniffer's Death "-Syndrom, das 1970 erstmals von Bass beschrieben wurde, ist die häufigste Einzelursache für lösungsmittelbedingte Todesfälle und führt zu 55% der bekannten Todesfälle.

Siehe auch

Verweise

Externe Links