n-Butan

Strukturformel
Allgemeines
Name	n-Butan
Andere Namen	Butan R-600
Summenformel	C4H10
CAS-Nummer	106-97-8
PubChem	7843
Kurzbeschreibung	farbloses, fast geruchsloses Gas[1]
Eigenschaften
Molare Masse	58,12 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	0,60 g·cm−3 (flüssig, am Siedepunkt)[1] 2,71 g·l−1 (gasförmig, 0 °C, 1013 hPa)[1]
Schmelzpunkt	−138,3 °C[1]
Siedepunkt	−0,5 °C[1]
Dampfdruck	208 kPa (20 °C)[1]
Löslichkeit	sehr schlecht in Wasser (61 mg·l−1 bei 20 °C)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2] Gefahr H- und P-Sätze H: 220-280 P: 210-​377-​381-​403 [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2] Hoch- entzündlich (F+) R- und S-Sätze R: 12 S: (2)-9-16
MAK	2400 mg·m−3, 1000 ml·m−3[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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n-Butan ist ein gasförmiges farbloses Alkan, das die geradkettige Form der beiden Strukturisomeren (CH₃–CH₂–CH₂–CH₃) darstellt. Sein Isomer ist das Isobutan CH(CH₃)₃ (IUPAC-Name: Methylpropan).

Eigenschaften

Butan ist bei Raumtemperatur und Normaldruck gasförmig und hat einen Schmelzpunkt von −138 °C und einen Siedepunkt von −0,5 °C. In Wasser ist Butan nahezu unlöslich (90 mg/l). n-Butan ist brennbar, Bromwasser und Kaliumpermanganatlösung werden durch n-Butan nicht entfärbt. Mit den Halogenen Chlor und Brom reagiert n-Butan – wie andere Alkane auch – gewöhnlich nicht. Unter Lichteinfluss bildet sich jedoch photochemisch durch eine Radikalkettenreaktion ein Gemisch verschiedener Chlorbutane bzw. Brombutane.

Butan ist schwerer als Luft und wirkt in hohen Konzentrationen narkotisierend bis erstickend.^[1]

Der Explosionsbereich von n-Butan liegt in Luft zwischen der unteren Explosionsgrenze (UEG) von 1,4 Vol.-% (33 g·m⁻³) und der oberen Explosionsgrenze (OEG) von 9,4 Vol.-% (231 g·m⁻³).^[1]

• Heizwert pro kg: 46 MJ (12,72 kWh)
• Heizwert pro m³: 119 MJ (34,32 kWh)

Verwendung und Herstellung

Butan ist ein sogenanntes Flüssiggas, das bei der Erdöldestillation anfällt. Es kommt im Erdöl und im Erdgas vor.

Butan wird zur Herstellung von 1,3-Butadien und Maleinsäure und seit dem FCKW-Verbot als Treibgas in Sprays verwendet. (Lebensmittelzusatzstoff E 943a^[4]) Im Gemisch mit wechselnden Anteilen Methylpropan und Propan wird Butan als Brenngas („Flüssiggas“) zum Heizen und Kochen in Tanks und Gasflaschen sowie in Feuerzeugen eingesetzt. Als Treibstoff für Busse und Autos dient butanhaltiges Flüssiggas ebenfalls.

Butan wird trotz der Brennbarkeit wieder im Kühlschrank als Kältemittel eingesetzt (Kältemittelbezeichnung Butan R-600 Methylpropan R-600a), da die nichtbrennbaren Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) schädlich für die äußere Ozonschicht der Erdatmosphäre sind und die Ausbildung des Ozonlochs fördern. Als Kältemittel im Gefrierbereich ist es wegen des Siedepunkts von −0,5 °C ungeeignet. Manche Solarkollektoren verwenden Methylpropan als Wärmeträger. Zur Verwendung in der Baubranche (Brenner) ist es ungeeignet, da bei niedrigen Temperaturen kein Gasdruck entsteht.

Reaktionen

Unter idealen Bedingungen oxidiert Butan zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.

$ \mathrm {2\ C_{4}H_{10}+13\ O_{2}\longrightarrow 8\ CO_{2}+10\ H_{2}O} $

Missbrauch als Droge

Butan wird als Rauschmittel wegen der guten Verfügbarkeit und des geringen Preises verwendet. Die Wirkung ist mit ähnlichen Schnüffelstoffen zu vergleichen.^[5]

Beim Konsum kann es zu einer Sauerstoffunterversorgung kommen, da sich das dichtere Butan in der Lunge absetzt und somit das Lungenvolumen abnimmt. Es kann zu Übelkeit und Erbrechen, im schlimmsten Fall zu massiven Hirnschädigungen führen. Lebensgefahr besteht bei Erhöhung des Gehirndrucks. Durch Senkung der Krampfschwelle kann die Krampfanfälligkeit gesteigert werden. Psychische Abhängigkeit ist möglich. In geschlossenen kleinen Räumen (Auto) kann es zudem zu einem hochexplosiven Gas-Luft-Gemisch kommen.^[6] Besonders bei Jugendlichen ist dieser Missbrauch beliebt, der schon beim ersten Mal wegen einer Überdosierung tödlich sein kann.^[7][8]

Literatur

• Geert Oldenburg: Propan – Butan. Springer, Berlin 1955.

Weblinks

Wiktionary: Butan – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Commons: Butan – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• Technische Daten Flüssiggas

Einzelnachweise