Butan

n-Butan
Identifiering
CAS-nummer
SMILES	CCCC
Egenskaper
Molekylformel	C4H10
Molarmassa	58.124 g/mol
Uppträdande	Färglös gas
Täthet	2,48 g/l, gas (15 °C, 1 atm)
Smältpunkt	-138.4 °C (135,4 K)
Skokpunkt	-0,5 °C (272,6 K)
Löslighet i vatten	6.1 mg/100 ml (20 °C)
Faror
EU-klassificering	Lättantändligt (F+)
NFPA 704	4 . 1 0
Flampunkt	-60 °C
Relaterade föreningar
Relaterade alkaner	Propan; Pentan
Relaterade föreningar	Isobutan; Cyklobutan
Med undantag för när annat anges anges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C, 100 kPa)

Butan, även kallat n-butan (normalbutan), är en oförgrenad alkan med fyra kolatomer i varje molekyl. Dess molekylformel kan skrivas som CH3CH2CH2CH2CH3. Butan används också som en samlingsbeteckning för både n-butan och dess enda andra isomer, isobutan (även kallad i-butan eller metylpropan), CH(CH3)3. Båda isomererna av butan är lättantändliga, färglösa gaser vid vanliga temperaturer och atmosfäriskt tryck. De kan utvinnas ur naturgas eller erhållas genom raffinering av petroleum.

Butan är användbart för många tillämpningar. Butangas på flaska är ett bränsle för matlagning och camping. Den används också som en komponent i bensin (bensin), som en råvarukomponent för produktion av petrokemiska basprodukter vid ångkrackning och som bränsle för cigarettändare. När butan blandas med propan och andra kolväten kallas blandningen kommersiellt för flytande petroleumgas (LPG), som är ett bränsle för uppvärmning av apparater och fordon.

Nyligen har farhågor om nedbrytning av ozonskiktet genom freongaser (klorfluorkarboner eller halometaner) lett till en ökad användning av isobutan och gasol som kylmedel, särskilt i hushållskylskåp och -frysar, och som drivmedel i aerosolsprayer.

.

Isobutan
IUPAC-namn	Isobutan Metylpropan
Andra namn	2-Metylpropan
Identifiering
CAS-nummer
SMILES	C(C)CC
Egenskaper
Molekylformel	C4H10
Molarmassa	58.12 g mol-1
Uppträdande	färglös gas
Täthet	2,51 g/l, gas (15 °C, 1 atm);593,4 kg – m-3, vätska
Smältpunkt	-159.6 °C, 114 K, -255 °F
Skokpunkt	-11.7 °C, 261 K, 11 °F
Löslighet i vatten	Opplösligt
Faror
Säkerhetsdatablad	Externt säkerhetsdatablad
EU-klassificering	Hög brandfarlig (F+)
NFPA 704	4 1 0
R-fraser	R12
S-fraser	S2, S9, S16
Brännpunkt	brännbar gas
Självantändningstemperatur Temperatur	460 °C
Explosionsgränser	1.8-8.4 procent
Relaterade föreningar
Relaterade alkaner	Butan
Relaterade föreningar	Isopentan Neoentan
Med undantag för när annat anges, data anges för material i standardtillstånd (vid 25 °C, 100 kPa)

Etymologi

Namnet butan härleddes genom bakåtbildning från namnet smörsyra. Den senare är en karboxylsyra med fyra kolatomer, inklusive kolatomen i karboxylgruppen. Butyrsyras molekylformel kan skrivas som CH3CH2CH2COOH.

Egenskaper

Vid vanliga temperaturer och tryck är n-butan en färglös gas. Dess kokpunkt är -0,5 °C (272,6 K) och dess smältpunkt är -138,4 °C (135,4 K). Likaså är i-butan, den strukturella isomeren till n-butan, en färglös gas med en kokpunkt på -11,7 °C (261 K) och en smältpunkt på -159,6 °C (114 K). Båda de isomera formerna kan lätt göras flytande vid rumstemperatur genom kompression.

Strukturella isomerer

En molekyl av endera isomeren, n-butan eller i-butan, består av fyra kolatomer och tio väteatomer, så deras gemensamma molekylformel är C4H10. Dessa isomerer har dock olika molekylstrukturer. En n-butanmolekyl består av ett linjärt arrangemang av de fyra kolatomerna, vilket gör att den också kan representeras som CH3-CH2-CH2-CH2-CH3. En i-butanmolekyl har däremot tre kolatomer som är direkt knutna till en central kolatom. Strukturerna för dessa två isomerer visas i diagrammen nedan.

• Strukturer för de två isomererna av butan
• 

  n-Butan

• 

  i-Butan

Reaktioner

När syre är rikligt förekommande, brinner butan och bildar koldioxid och vattenånga; När syre är begränsat kan även kol (sot) eller kolmonoxid bildas. Reaktionen kan skrivas på följande sätt:

2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O

n-Butan är råvara för DuPonts katalytiska process för framställning av maleinsyraanhydrid (C2H2(CO)2O), vilket framgår av följande reaktion:

CH3CH2CH2CH2CH3 + 3.5O2 → C2H2(CO)2O + 4H2O

n-Butan, liksom alla kolväten, genomgår en klorering med fria radikaler och producerar både 1-klorbutan och 2-klorbutan, samt mer högklorerade derivat.

Spektrum av den blå lågan från en butanfackla som visar molekylärradikalbandemission och Svanband.

Användningsområden

En butangasflaska som kan användas för matlagning.

Butangas säljs i flaskor som ett bränsle för matlagning och camping. När den blandas med propan och andra kolväten kallas den kommersiellt för Liquified Petroleum Gas (LPG). Den används också som en komponent i bensin (bensin), som en råvara för produktion av petrokemiska basprodukter vid ångkrackning och som bränsle för cigarettändare.

Den höggradigt renade formen av isobutan är användbar som köldmedium och som drivmedel i aerosolsprayer. Den används t.ex. i hushållskylskåp och -frysar och ersätter till stor del de halometaner som tros förstöra ozonskiktet. När isobutan används som köldmedium eller drivmedel kan det kallas R-600a. Det används också som en råvara i den petrokemiska industrin, t.ex. för syntesen av isooktan.

När isobutan används som köldmedium är dess brännbarhet inget större problem, eftersom mängden av detta ämne i en apparat inte räcker för att orsaka en brännbar blandning, med tanke på luftmängden i ett rum. Systemets arbetstryck för butan är lägre än för halometaner, t.ex. diklordifluormetan (R-12). Därför kommer den direkta omvandlingen av R-12-system till butan, t.ex. i luftkonditioneringssystem för bilar, inte att fungera optimalt.

Effekter och hälsoproblem

Inhalering av butan kan orsaka dåsighet, narkos, asfyxi, hjärtrytmrubbningar och köldskador. Inandning kan leda till omedelbar död genom kvävning. Butan är det vanligaste missbrukade flyktiga lösningsmedlet i Storbritannien och var orsaken till 52 procent av de lösningsmedelsrelaterade dödsfallen år 2000. Om butan sprutas direkt i halsen kan vätskestrålen snabbt svalna till -20 °C genom expansion, vilket orsakar långvarig laryngospasm. ”Sudden Sniffer’s Death syndrome”, som först beskrevs av Bass 1970, är den vanligaste enskilda orsaken till lösningsmedelsrelaterade dödsfall och orsakade 55 procent av de kända dödsfallen.

Se även

• Alkan
• Etan
• Kolväte
• Metan
• Propan

Noter

• McMurry, John. Organic Chemistry, 6th ed. Belmont, CA: Brooks/Cole, 2004. ISBN 0534420052.
• Morrison, Robert T. och Robert N. Boyd. Organic Chemistry, 6th ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1992. ISBN 0136436692.
• Olah, George A. och Árpád Molnár. Hydrocarbon Chemistry. Hoboken, NJ: Wiley-Interscience, 2003. ISBN 978-0471417828.
• Solomons, T.W. Graham och 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: Physical Properties for More Than 41,000 Organic and Inorganical Chemical Compounds: Täckning för organiska ämnen från C1 till C100 och oorganiska ämnen från Ac till Zr. Houston: Gulf Pub. Co., 2005. ISBN 978-0976511373.

Alla länkar hämtade den 22 december 2016.

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

.

E-nummer

Färger (E100-199) – Konserveringsmedel (E200-299) – Antioxidanter & Surhetsreglerande medel (E300-399) – Förtjockningsmedel, stabilisatorer & emulgeringsmedel (E400-499) – pH-regulatorer & klumpförebyggande medel (E500-599) – smakförstärkare (E600-699) – diverse (E900-999) – ytterligare kemikalier (E1100-1599)

Vax (E900-909) – Syntetiska glasyrer (E910-919) – Förbättringsmedel (E920-929) – Förpackningsgaser (E930-949) – Sötningsmedel (E950-969) – Skumbildare (E990-999)

Argon (E938) – Helium (E939) – Diklordifluormetan (E940) – Kväve (E941) – Dikväveoxid (E942) – Butan (E943a) – Isobutan (E943b) – Propan (E944) – Syre (E948) – Väte (E949)