Dieser Artikel ist über die chemische Verbindung Butan. Zum gleich lautenden südasiatischen Land siehe
Bhutan.
| Strukturformel |
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| Allgemeines |
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| Name | Butan |
| Andere Namen | |
| Summenformel | C4H10 |
| Kurzbeschreibung | farbloses, fast geruchsloses Gas[3] |
| Externe Identifikatoren/Datenbanken |
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| Eigenschaften |
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| Molare Masse | 58,12 g·mol−1 |
| Aggregatzustand | gasförmig |
| Dichte | - 2,71 g·l−1 (gasförmig, 0 °C, 1013 hPa)[3]
- 0,6011 g·cm−3 (flüssig, am Siedepunkt)[3]
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| Schmelzpunkt | −138,3°C[3] |
| Siedepunkt | −0,5 °C[3] |
| Dampfdruck | 2,1bar (20 °C)[3] |
| Löslichkeit | sehr schlecht in Wasser (61 mg·l−1 bei 20 °C)[3] |
| Dipolmoment | 0[4] |
| Sicherheitshinweise |
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| MAK | 2400 mg·m−3, 1000 ml·m−3[3] |
| Toxikologische Daten | |
| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten beiStandardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). |
Butan, auchn-Butan ist ein gasförmiges farblosesAlkan, das die geradkettige (CH3–CH2–CH2–CH3) Form der beidenStrukturisomere derButane (Summenformel C4H10) darstellt. Natürliches Butangas besteht hauptsächlich ausn-Butan. Das verzweigte IsomerIsobutan mit derHalbstrukturformel CH(CH3)3 wird auch als Methylpropan bezeichnet und kommt in der Natur wesentlich seltener vor.
Butan ist beiRaumtemperatur undNormaldruck gasförmig und hat einenSchmelzpunkt von −138 °C und einenSiedepunkt von −0,5 °C. Die molarenEnthalpien der entsprechendenPhasenübergänge betragen 4,66 kJ/mol (Schmelzen)[6] und 22,44 kJ/mol (Verdampfen)[7]. DerTripelpunkt liegt bei (0,0067hPa; −138,3 °C) und derkritische Punkt bei (37,96bar; 152,0 °C).[3]
DerDampfdruck bzw.Sättigungsdampfdruck von n-Butan in Abhängigkeit derTemperatur
[8] lässt sich mit hinreichender Genauigkeit (
< 4 % im Bereich −20 °C bis 152 °C) nach folgender Gleichung (gemäßGeradengleichung[9] zwischen Siede- und kritischem Punkt) berechnen:
.
Butankristallisiert in der monoklinenRaumgruppeP21/c (Raumgruppen-Nr. 14)Vorlage:Raumgruppe/14[10][11], ist schwerer als Luft und wirkt in hohen Konzentrationen narkotisierend bis erstickend.[3]In Wasser ist Butan nahezu unlöslich (90 mg/l).
Butan hat einenFlammpunkt von −60 °C und eineZündtemperatur von 365 °C.
Der Explosionsbereich vonn-Butan liegt in Luft zwischen der unterenExplosionsgrenze (UEG) von 1,4 Vol.-% (33 g·m−3) und der oberen Explosionsgrenze (OEG) von 9,4 Vol.-% (231 g·m−3).[3] Das Volumen ist alsNormkubikmeter bei einer Temperatur von 0 °C und einem Druck von 101,325 kPa zu verstehen.[12]
DerHeizwert liegt bei 12,69 kWh·kg−1, dies entspricht 32,31 kWh·m−3.
Butan ist ein sogenanntesFlüssiggas, das bei der Erdöldestillation anfällt. Es kommt imErdöl und imErdgas vor.[13]
Unter idealen Bedingungen oxidiert Butan zuKohlenstoffdioxid undWasser.
Mit den HalogenenFluor,Chlor undBrom reagiert Butan (zum Teil nur unter Einfluss von Licht) in einerRadikalkettenreaktion zur halogenierten Derivaten.[14]
Butan wird zur Herstellung vonButa-1,3-dien undMaleinsäureanhydrid und seit demFCKW-Verbot alsTreibgas in Sprays verwendet. Innerhalb der Europäischen Union ist es alsLebensmittelzusatzstoff E 943a zugelassen.[15] Im Gemisch mit wechselnden AnteilenIsobutan und / oderPropan wird Butan als Brenngas („Flüssiggas“) fürFeuerzeuge[16] undCampingkocher verwendet.[17] Unter der Bezeichnung R600 dient es alsKältemittel für Kühlschränke, Klimaanlagen und ähnliche Anwendungen.[18]
Butan wird alsDroge verwendet. Die Wirkung ist mit ähnlichenSchnüffelstoffen zu vergleichen[19] und wird primär von Jugendlichen gesucht.[20][21] Beim Konsum kann es zu einer Sauerstoffunterversorgung kommen, da sich das dichtere Butan in der Lunge absetzt und somit das nutzbare Lungenvolumen abnimmt. Es kann zu Übelkeit, Erbrechen und im schlimmsten Fall zu erheblichen Hirnschädigungen führen. Lebensgefahr besteht bei Erhöhung des Gehirndrucks. Durch Senkung der Krampfschwelle kann die Krampfanfälligkeit gesteigert werden. Psychische Abhängigkeit ist möglich. In geschlossenen Räumen und Fahrzeugen kann es zudem zu einem hochexplosiven Gas-Luft-Gemisch kommen.[22]
- Geert Oldenburg:Propan – Butan. Springer, Berlin 1955.
- ↑Eintrag zuE 943a: Butane in der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe, abgerufen am 11. August 2020.
- ↑Eintrag zuBUTANE in derCosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 28. Dezember 2020.
- ↑abcdefghijklmnEintrag zuButan in derGESTIS-Stoffdatenbank desIFA, abgerufen am 17. Juli 2024. (JavaScript erforderlich)
- ↑David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL,Permittivity (Dielectric Constant) of Gases, S. 6-188.
- ↑Eintrag zuButane imClassification and Labelling Inventory derEuropäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw.Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnungerweitern.
- ↑Eugene S. Domalski, Elizabeth D. Hearing:Heat Capacities and Entropies of Organic Compounds in the Condensed Phase. Volume III. In:J. Phys. Chem. Ref. Data.Band 25,Nr. 1, 1996,doi:10.1063/1.555985.
- ↑Vladimír. Majer, Václav Svoboda, Henry V. Kehiaian, International Union of Pure and Applied Chemistry:Enthalpies of Vaporization of Organic Compounds: A Critical Review and Data Compilation. Blackwell Scientific Publications, Oxford [Oxfordshire]; Boston 1985,ISBN 978-0-632-01529-0.
- ↑Dampfdrucktabelle: R 600 (n-Butan). (PDF; 326 KB) TEGA – Technische Gase und Gasetechnik GmbH, 10. Januar 2020, abgerufen am 24. Juli 2024.
- ↑Olaf Babel: Dampfdruckgleichung. In: Industriegase Lexikon. Abgerufen am 30. Juli 2024.
- ↑Roland Boese, Hans-Christoph Weiss, Dieter Bläser:The Melting Point Alternation in the Short-Chain-Alkanes: Single-Crystal X-Ray Analyses of Propane at 30 K and ofn-Butane ton-Nonane at 90 K. In:Angewandte Chemie International Edition. 38, 1999, S. 988,doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19990401)38:7<988::AID-ANIE988>3.0.CO;2-0.
- ↑VisualisierungRäumliche Darstellung von Molekülen und Kristallstrukturen beilog-web.de, abgerufen am 4. November 2023.
- ↑Physikalische Daten von Flüssiggas. WPG Westfälische Propan-GmbH, archiviert vom Original am 21. November 2016; abgerufen am 21. Oktober 2016.
- ↑Eintrag zuButane. In:Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14. April 2024.
- ↑P. C. Anson, P. S. Fredricks, J. M. Tedder:187. Free-radical substitution in aliphatic compounds. Part I. Halogenation of n-butane and isobutane in the gas phase. In:Journal of the Chemical Society (Resumed). 1959,S. 918,doi:10.1039/jr9590000918.
- ↑Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 in der konsolidierten Fassung vom 31. Oktober 2022
- ↑Marie-Paule L.A. Bouche, Willy E. Lambert, Jan F.P. Van Bocxlaer, Michel H. Piette, André P. De Leenheer:Quantitative Determination of n-Propane, iso-Butane, and n-Butane by Headspace GC-MS in Intoxications by Inhalation of Lighter Fluid*. In:Journal of Analytical Toxicology.Band 26,Nr. 1, 1. Januar 2002,S. 35–42,doi:10.1093/jat/26.1.35.
- ↑Hideaki Sugie, Chizuko Sasaki, Chikako Hashimoto, Hiroshi Takeshita, Tomonori Nagai, Shigeki Nakamura, Masataka Furukawa, Takashi Nishikawa, Katsuyoshi Kurihara:Three cases of sudden death due to butane or propane gas inhalation: analysis of tissues for gas components. In:Forensic Science International.Band 143,Nr. 2–3, Juli 2004,S. 211–214,doi:10.1016/j.forsciint.2004.02.038.
- ↑Mao-Yu Wen, Ching-Yen Ho, Jome-Ming Hsieh:Condensation heat transfer and pressure drop characteristics of R-290 (propane), R-600 (butane), and a mixture of R-290/R-600 in the serpentine small-tube bank. In:Applied Thermal Engineering.Band 26,Nr. 16, November 2006,S. 2045–2053,doi:10.1016/j.applthermaleng.2005.10.001.
- ↑Robert Ackermann:Der plötzliche Schnüffeltod. In:die tageszeitung. 19. Juni 2008.
- ↑Stadtnachrichten Markdorf (schwaebische.de):15-Jähriger stirbt nach Deo-Schnüffeln. Abgerufen am 10. Oktober 2011.
- ↑Spiegel Online:Schnüffeln - Tödlicher Rausch aus der Dose vom 10. August 2010.
- ↑Jugendamt Nürnberg (Hrsg.):Keine Flucht in die Sucht. (PDF-Datei; 313 kB) Nürnberg 2009.
