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Eigenschaften der Butane
Name n-Butan[1] Isobutan[2]
Strukturformel n-Butan Isobutan
CAS-Nummer 106-97-8 75-28-5
PubChem 7843 6360
Summenformel C4H10
Molare Masse 58,12 g·mol−1
Schmelzpunkt −138,29 °C −159,42 °C
Siedepunkt −0,50 °C −11,7 °C
Dampfdruck (20 °C) 208 kPa 301,9 kPa
Dichte (Gas, 0 °C, 1013 mbar) 2,71 kg·m−3 2,70 kg·m−3
Dichte (Flüssigkeit am Siedepunkt) 0,59 kg·l−1 0,60 kg·l−1
Heizwert 46 MJ·kg−1 (12,72 kWh·kg−1)
119 MJ·m−3 (34,32 kWh·m−3)
Löslichkeit in Wasser bei 20 °C 61 mg·l−1 49 mg·l−1
Untere Explosionsgrenze
(UEG)
1,4 Vol.‑% 1,5 Vol.‑%
33 g·m−3 37 g·m−3
Obere Explosionsgrenze
(OEG)
9,4 Vol.‑%
231 g·m−3

Die Butane sind eine Stoffgruppe innerhalb der Alkane, die die Summenformel C4H10 aufweisen. Sie besteht aus den beiden Vertretern n-Butan und iso-Butan, die zueinander isomer sind. Beide Butane sind farblose, brennbare, leicht zu verflüssigende Gase („Flüssiggase“), die sich kaum in Wasser, aber gut in Ethanol und Ether lösen.[3]

Inhaltsverzeichnis

Vorkommen und DarstellungBearbeiten

Butane kommen natürlich im Erdgas vor, werden aber auch durch Cracken aus Erdöl gewonnen. Eine Trennung der beiden Isomere kann durch Adsorption und fraktionierte Desorption ab Aktivkohle oder Zeolithen erfolgen. Isobutan wird in großen Mengen aus n-Butan durch Isomerisierung mit einem Gemisch von Aluminiumchlorid und Chlorwasserstoff als Katalysator hergestellt.[3]

VerwendungBearbeiten

Große Bedeutung haben die Butane als Brenngas (z. B. Feuerzeuggas), Kältemittel (Isobutan: R600a) sowie als Treibgase.[3][4] Gasgemische aus z. B. 40 % Propan und 60 % Butan werden an Tankstellen als Autogas, als Flaschengas für Gas-Rechauds und für technische Geräte zum Löten und Schweißen, als Kartuschen im Campingbereich und als Nachfülldosen für Feuerzeuge usw. verwendet.

 
Verbrennung von Butan (Feuerzeuggas)

Im Winter wird Otto-Kraftstoff (Benzin) mit einem höheren Butangehalt verkauft als im Sommer, da Butan wegen des tiefen Siedepunktes die Kaltstartfreudigkeit des Otto-Motors bei tiefen Außentemperaturen verbessert.

Butane werden vielfältig in der chemischen Industrie zur Darstellung von C4-Alkenen wie 1,3-Butadien, 1-Buten, 2-Buten und Isobuten sowie für Synthesen höherer Kohlenwasserstoffe (für „Alkylatbenzin“), Thiophen sowie von Oxidationsprodukten wie tert-Butylhydroperoxid eingesetzt.

SicherheitshinweiseBearbeiten

Butane besitzen – wie alle Alkane – eine narkotische und sauerstoffverdrängende Wirkung. Bei einer dadurch ausgelösten Atemdepression können Effekte auf das Zentralnervensystem wie Erregung, Euphorie und Erbrechen, bei hohen Dosierungen auch negative Wirkungen auf Blutkreislauf und Herz (wie Herzrhythmusstörungen) auftreten.[4]

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Eintrag zu Butan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. Oktober 2011 (JavaScript erforderlich).
  2. Eintrag zu Isobutan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. Oktober 2011 (JavaScript erforderlich).
  3. a b c Wissenschaft-Online-Lexika: Eintrag zu „Butane“ im Lexikon der Chemie, abgerufen am 17. November 2011.
  4. a b Eintrag zu Butane. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 17. November 2011.