Butan

n-.Butan
Identyfikatory
Numer CAS
SMILES	CCCC
Właściwości
Wzór cząsteczkowy	C4H10
Masa molowa	58.124 g/mol
Wygląd	Bezbarwny gaz
Gęstość	2,48 g/l, gaz (15 °C, 1 atm)
Temperatura topnienia	-138.4 °C (135,4 K)
Temperatura wrzenia	-0,5 °C (272,6 K)
Rozpuszczalność w wodzie	6.1 mg/100 ml (20 °C)
Zagrożenia
Klasyfikacja UE	Wysoko łatwopalny (F+)
NFPA 704	4 . 1 0
Punkt zapłonu	-60 °C
Związki pokrewne
Związki pokrewne alkanów	Propan; Pentan
Związki pokrewne	Isobutan; Cyklobutan
Z wyjątkiem przypadków, gdy zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie standardowym (w 25 °C, 100 kPa)

Butan, zwany również n-butanem (zwykły butan), jest nierozgałęzionym alkanem z czterema atomami węgla w każdej cząsteczce. Jego wzór cząsteczkowy może być zapisany jako CH3CH2CH2CH3. Butan jest również używany jako wspólny termin dla n-butanu i jego jedynego izomeru, izobutanu (zwanego również i-butanem lub metylopropanem), CH(CH3)3. Oba izomery butanu są wysoce łatwopalnymi, bezbarwnymi gazami w zwykłych temperaturach i ciśnieniu atmosferycznym. Mogą być wydobywane z gazu ziemnego lub uzyskiwane w procesie rafinacji ropy naftowej.

Butan jest przydatny do wielu zastosowań. Butelkowany gaz butan jest paliwem do gotowania i biwakowania. Jest on również stosowany jako składnik benzyny (benzyna), jako składnik wsadu do produkcji podstawowych produktów petrochemicznych w krakingu parowym oraz jako paliwo do zapalniczek. Gdy butan jest mieszany z propanem i innymi węglowodorami, mieszanina jest określana w handlu jako gaz płynny (LPG), który jest paliwem do urządzeń grzewczych i pojazdów.

Obecne obawy dotyczące zubożenia warstwy ozonowej przez gazy freonowe (chlorofluorowęglowodory lub halometany) doprowadziły do zwiększonego wykorzystania izobutanu i LPG jako czynników chłodniczych, zwłaszcza w domowych chłodziarkach i zamrażarkach oraz jako propelentów w aerozolach.

.

.

.

Isobutan
Nazwa IUPAC	Isobutan Metylopropan
Inne nazwy	2-.Metylopropan
Identyfikatory
Numer CAS
SMILES	C(C)CC
Właściwości
Wzór cząsteczkowy	C4H10
Masa molowa	58.12 g mol-1
Wygląd	bezbarwny gaz
Gęstość	2,51 g/l, gaz (15 °C, 1 atm);593,4 kg – m-3, ciecz
Temperatura topnienia	-159.6 °C, 114 K, -255 °F
Punkt wrzenia	-11.7 °C, 261 K, 11 °F
Rozpuszczalność w wodzie	Nierozpuszczalny
Zagrożenia
MSDS	Klasyfikacja UE
Klasyfikacja UE	Wysoko łatwopalna (F+)
NFPA 704	. 4 1 0
R-frazy	R12
S- frazy	S2, S9, S16
Punkt zapłonu	gaz palny
Autozapłon temperatura	460 °C
Granice wybuchowości	1.8-8.4 procent
Związki pokrewne
Związki pokrewne alkanów	Butan
Związki pokrewne	Izopentan Neopentan
Z wyjątkiem przypadków, gdy zaznaczono inaczej, dane są podane dla materiałów w ich standardowym stanie (w 25 °C, 100 kPa)

Etymologia

Nazwa butan została wyprowadzona przez wsteczne przekształcenie z nazwy kwas masłowy. Ten ostatni jest kwasem karboksylowym o czterech atomach węgla, w tym atomie węgla w grupie karboksylowej. Wzór cząsteczkowy kwasu masłowego może być zapisany jako CH3CH2CH2COOH.

Właściwości

W zwykłych temperaturach i ciśnieniach n-butan jest gazem bezbarwnym. Jego temperatura wrzenia wynosi -0,5 °C (272,6 K), a temperatura topnienia -138,4 °C (135,4 K). Podobnie, i-butan, strukturalny izomer n-butanu, jest bezbarwnym gazem o temperaturze wrzenia -11,7 °C (261 K) i temperaturze topnienia -159,6 °C (114 K). Obie formy izomeryczne mogą być łatwo skroplone w temperaturze pokojowej przez ściskanie.

Izomery strukturalne

Cząsteczka każdego z izomerów, n-butanu lub i-butanu, składa się z czterech atomów węgla i dziesięciu atomów wodoru, więc ich wspólny wzór cząsteczkowy to C4H10. Jednakże struktury molekularne tych izomerów różnią się. W szczególności, cząsteczka n-butanu składa się z liniowego układu czterech atomów węgla, tak że może być również przedstawiona jako CH3-CH2-CH2-CH3. Natomiast cząsteczka i-butanu ma trzy atomy węgla przyłączone bezpośrednio do centralnego atomu węgla. Struktury tych dwóch izomerów są pokazane na poniższych schematach.

• Struktury dwóch izomerów butanu
• 

  n-.Butan

• 

  i-Butan

Reakcje

Gdy tlen jest obfity, butan spala się tworząc dwutlenek węgla i parę wodną; gdy tlenu jest mało, może również powstać węgiel (sadza) lub tlenek węgla. Reakcję można zapisać następująco:

2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O

n-Butan jest surowcem w procesie katalitycznym firmy DuPont do otrzymywania bezwodnika maleinowego (C2H2(CO)2O), jak pokazuje następująca reakcja:

CH3CH2CH2CH3 + 3.5O2 → C2H2(CO)2O + 4H2O

n-Butan, jak wszystkie węglowodory, ulega wolnorodnikowemu chlorowaniu, w wyniku którego otrzymuje się zarówno 1-chlorobutan i 2-chlorobutan, jak i silniej chlorowane pochodne.

Widmo niebieskiego płomienia z pochodni butanowej pokazujące emisję pasm rodników molekularnych i pasm Swan.

Użycia

Butla z gazem butanowym, która może być używana do gotowania.

Gaz butanowy jest sprzedawany w butlach jako paliwo do gotowania i biwakowania. Po zmieszaniu z propanem i innymi węglowodorami jest określany handlowo jako gaz płynny (LPG). Jest on również stosowany jako składnik benzyny (benzyna), jako surowiec do produkcji podstawowych produktów petrochemicznych w krakingu parowym oraz jako paliwo do zapalniczek.

Wysoko oczyszczona postać izobutanu jest przydatna jako czynnik chłodniczy oraz jako gaz pędny w aerozolach. Jest on stosowany na przykład w domowych lodówkach i zamrażarkach, zastępując w dużej mierze halometany, które, jak się uważa, zubożają warstwę ozonową. Stosowany jako czynnik chłodniczy lub propelent, izobutan może być określany jako R-600a. Jest on również stosowany jako surowiec w przemyśle petrochemicznym, np. do syntezy izooktanu.

Podczas stosowania jako czynnik chłodniczy, palność izobutanu nie jest głównym problemem, ponieważ ilość tej substancji w urządzeniu nie jest wystarczająca, aby spowodować mieszankę palną, biorąc pod uwagę ilość powietrza w pomieszczeniu. Ciśnienie robocze systemu dla butanu jest niższe niż dla halometanów, takich jak dichlorodifluorometan (R-12). Dlatego bezpośrednia konwersja systemów R-12 na butan, np. w samochodowych systemach klimatyzacji, nie będzie działać optymalnie.

Efekty i problemy zdrowotne

Wdychanie butanu może powodować senność, narkozę, asfiksję, arytmię serca i odmrożenia. Wdychanie może prowadzić do natychmiastowej śmierci z powodu uduszenia. Butan jest najczęściej nadużywanym lotnym rozpuszczalnikiem w Wielkiej Brytanii i był przyczyną 52 procent zgonów związanych z rozpuszczalnikami w 2000 roku. Jeśli butan zostanie rozpylony bezpośrednio do gardła, strumień płynu może szybko ochłodzić się do -20 °C poprzez rozprężenie, powodując długotrwały skurcz krtani. „Zespół nagłej śmierci wąchacza”, po raz pierwszy opisany przez Bassa w 1970 roku, jest najczęstszą pojedynczą przyczyną śmierci związanej z rozpuszczalnikami, powodującą 55 procent znanych przypadków śmiertelnych.

Zobacz także

• Alkan
• Etan
• Węglowodór
• Metan
• Propan

Notatki

• McMurry, John. Chemia organiczna, 6th ed. Belmont, CA: Brooks/Cole, 2004. ISBN 0534420052.
• Morrison, Robert T., and Robert N. Boyd. Organic Chemistry, 6th ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1992. ISBN 0136436692.
• Olah, George A., i Árpád Molnár. Hydrocarbon Chemistry. Hoboken, NJ: Wiley-Interscience, 2003. ISBN 978-0471417828.
• Solomons, T.W. Graham, and Craig B. Fryhle. Organic Chemistry, 8th ed. Hoboken, NJ: John Wiley, 2004. ISBN 0471417998.
• Yaws, Carl L. The Yaws Handbook of Physical Properties for Hydrocarbons and Chemicals: Właściwości fizyczne dla ponad 41.000 organicznych i nieorganicznych związków chemicznych: Coverage for C1 to C100 Organics and Ac to Zr Inorganics. Houston: Gulf Pub. Co., 2005. ISBN 978-0976511373.

Wszystkie linki pobrane 22 grudnia 2016.

• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards: n-Butane.

.

.

.

.

E liczby

Barwniki (E100-.199) – Konserwanty (E200-299) – Przeciwutleniacze & Regulatory kwasowości (E300-399) – Zagęszczacze, stabilizatory & emulgatory (E400-499) – regulatory pH & środki przeciwzbrylające (E500-599) – wzmacniacze smaku (E600-699) – różne (E900-999) – dodatkowe chemikalia (E1100-1599)

Woski (E900-909) – Szkliwa syntetyczne (E910-919) – Środki ulepszające (E920-929) – Gazy opakowaniowe (E930-949) – Środki słodzące (E950-969) – Środki spieniające (E990-999)

Argon (E938) – Hel (E939) – Dichlorodifluorometan (E940) – Azot (E941) – Podtlenek azotu (E942) – Butan (E943a) – Izobutan (E943b) – Propan (E944) Tlen (E948) – Wodór (E949)