Butan

Butan
Strukturní vzorec n-butanu
3D model molekuly n-butanu
Obecné
Systematický název	butan
Triviální název	n-butan
Anglický název	n-Butane
Německý název	n-Butan
Funkční vzorec	H3C-CH2-CH2-CH3
Sumární vzorec	C4H10
Vzhled	bezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS	106-97-8
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	203-448-7
Indexové číslo	601-004-00-0
PubChem	7843
UN kód	1011 1075 (LPG)
SMILES	CCCC
Vlastnosti
Molární hmotnost	58,123 g/mol
Teplota tání	−138,4 °C (134,75 K)
Teplota varu	−0,5 °C (272,65 K)
Hustota	2,48 kg/m^3 (plyn, 15 °C) 600 kg/m^3 (kapalina, 0 °C, 101,3 kPa)
Rozpustnost ve vodě	6,1 mg/100 ml (20 °C)
Bezpečnost
GHS02 GHS08 [1] Nebezpečí[1]
H-věty	H220
R-věty	R12
S-věty	(S2) S9 S16
NFPA 704	4 1
Teplota vznícení	500 °C
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Název butan se používá jako:

1. systematický název pro nerozvětvený alkan se čtyřmi atomy uhlíku v molekule, (funkční vzorec CH₃CH₂CH₂CH₃), triviálním názvem n-butan
2. společný název pro izomery alkanu se sumárním vzorcem C₄H₁₀; jsou dva a to n-butan a isobutan (triviální název), systematicky methylpropan (vzorec CH(CH₃)₃)
3. označení směsi obou izomerů butanu

Tento článek je o obou izomerech butanu; infobox pak obsahuje informace pouze o nevětveném butanu; podrobnosti o isobutanu jsou uvedeny samostatně.

Oba butany jsou velmi hořlavé, bezbarvé, snadno zkapalnitelné plyny bez zápachu. Název butan je složen z částí but- podle acidum butyricum – latinského názvu pro kyselinu máselnou, karboxylovou kyselinu se stejným počtem atomů uhlíku v molekule a -an, přípony označující alkany.

Rotace okolo centrální chemické vazby C-C tvoří dvě konformace (trans a gauche)^[2].

Reakce

Při dostatku kyslíku se butan spaluje na oxid uhličitý a vodní páru. Při nedostatku kyslíku může vznikat také uhlík (saze) a oxid uhelnatý.

2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O

n-butan je surovinou v DuPontově katalytickém procesu přípravy maleinanhydridu:

2 H₃C-CH₂-CH₂-CH₃ + 7 O₂ → 2 C₂H₂(CO)₂O + 8 H₂O

n-butan, podobně jako všechny uhlovodíky, podléhá chloraci volnými radikály, kdy vznikají 1-chlor- a 2-chlorbutan, a dále i deriváty s vyšším počtem atomů chloru. Různá relativní míra chlorace je částečně vysvětlena odlišnými vazebnými disociačními energiemi, 425 a 411 kJ/mol u dvou typů C-H vazeb. Dva centrální atomy uhlíku mají mírně slabší vazby C-H.

• Struktura izomerů butanu
• 
  n-butan
• 
  isobutan

Použití

Tlaková láhev s butanem používaná pro vaření

Butan se prodává v láhvích jako palivo pro vařiče a podobné účely. Směs butanu s propanem (a dalšími uhlovodíky) se komerčně nazývá propan-butan. Pro použití ve formě motorového paliva se však tato propan-butanová směs prodává pod zkratkou LPG.^[3]

Butan je kromě toho v určité míře i složkou benzinu, surovinou pro výrobu základních petrochemikálií při parním krakování, používá se jako palivo v cigaretových zapalovačích a jako hnací plyn ve sprejích.

Velmi čisté formy, zvláště isobutanu, lze používat jako chladivo a ve značné míře tedy nahrazují halomethany nebezpečné pro ozónovou vrstvu, například v domácích chladničkách a mrazničkách. Hořlavost butanu není příliš velkým problémem, protože množství obsažené v zařízení není tak velké, aby vytvořilo výbušnou směs se vzduchem v místnosti. Operační tlak butanu je nižší než u halomethanů, například R-12, proto systémy s tímto plynem (např. automobilové klimatizace) nebudou při použití butanu fungovat optimálně.

Butan rozprašovaný z aerosolové nádobky

Účinky na zdraví

Butan je prostý asfyxant a jeho toxické účinky jsou dány vytlačováním kyslíku. Nemá žádné přímé systémové účinky^[4]. Inhalace butanu může způsobit euforii, ospalost, narkózu, asfyxii, srdeční arytmii a omrzliny. Může dojít i k smrti způsobené asfyxií a fibrilací komor.

Butan je nejčastěji zneužívanou těkavou látkou ve Velké Británii a v roce 2000 způsobil 52 % úmrtí „spjatých s rozpouštědly“^[5]. Při vstřikování butanu přímo do krku se kapalina expanzí rychle ochlazuje na –20 °C a může způsobit prodloužený laryngospasmus^[6]. Syndrom „náhlé čichačovy smrti“ (SSD), poprvé popsaný Bassem v roce 1970^[7], je nejčastější prostou příčinou smrtí spjatých s rozpouštědly, tvoří 55 % známých smrtelných případů^[6].

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Butane na anglické Wikipedii.

1. Butane. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky) 
2. Roman M. Balabin. Enthalpy Difference between Conformations of Normal Alkanes: Raman Spectroscopy Study of n-Pentane and n-Butane. J. Phys. Chem. A. 2009, roč. 113, čís. 6, s. 1012. DOI 10.1021/jp809639s. 
3. Základní informace o LPG a o jízdě na zkapalněný ropný plyn
4. Butane - International Programme on Chemical Safety - Poisons Information Monograph 945. www.inchem.org [online]. [cit. 2009-08-21]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-03-14. 
5. Trends in death Associated with Abuse of Volatile Substances 1971-2004 Archivováno 27. 3. 2007 na Wayback Machine. Field-Smith M, Bland JM, Taylor JC, et al., Department of Public Health Sciences. London: St George’s Medical School
6. Ramsey J, Anderson HR, Bloor K, et al. An introduction to the practice, prevalence and chemical toxicology of volatile substance abuse. Hum Toxicol 1989;8:261–9
7. Bass M. Sudden sniffing death. JAMA 1970;212:2075–9

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu butan na Wikimedia Commons
• Galerie butan na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo butan ve Wikislovníku
• ŠlápniNaPlyn.cz – portál o vozidlech s pohonem na LPG, CNG a bioplyn
• International Chemical Safety Card 0232
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• n-Butane Molecule of the Month
• Computational Chemistry Wiki
• World LP Gas Association (WLPGA)
• UKLPG Propane and Butane in the UK
• Global BioSciences In-Situ Bioremediation utilizing Butane
• Butane Viscosity as function of temperature and pressure

Portály: Chemie