Butane

Eigenschaften der Butane
Name	n-Butan	Isobutan
Strukturformel
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.

Vorkommen und Darstellung

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.

Verwendung

Große Bedeutung haben die Butane als Brenngas (z. B. Feuerzeuggas), Kältemittel (Isobutan: R600a) sowie als Treibgase. 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.

Sicherheitshinweise

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.