přehled
butan (BYOO-tane) je bezbarvý plyn s vůní zemního plynu, který je vysoce hořlavý a výbušný. Existuje ve dvou izomerních formách. Izomery jsou formy chemické sloučeniny se stejným molekulárním vzorcem (v tomto případě C4H10), ale různými strukturálními uspořádáními. V jednom izomeru („normální“ nebo „n -“ butan) jsou čtyři atomy uhlíku uspořádány v souvislém řetězci, zatímco v druhém („iso-butan“) jsou tři atomy uhlíku uspořádány v souvislém řetězci a čtvrtý atom uhlíku je připojen ke střednímu atomu v tomto řetězci.
butan se přirozeně vyskytuje v zemním plynu, kde je přítomen v rozsahu asi 1 procenta, a v ropě, kde existuje pouze ve velmi malých množstvích. Butan se používá především jako palivo a jako chemický prostředník, sloučenina používaná k výrobě jiných chemických látek.
KLÍČOVÁ FAKTA
JINÁ JMÉNA:
n-butan
vzorec:
C4H10
prvky:
uhlík, vodík
typ sloučeniny:
Alkan; nasycený uhlovodík (organický)
stav:
plyn
molekulová hmotnost:
58.12 g/mol
teplota tání:
-138.3°C (-216.9°F)
bod varu:
-0.5°C (31°F)
rozpustnost:
slabě rozpustný ve vodě; rozpustný v ethylalkoholu, etheru a chloroformu
jak se vyrábí
butan se získává během separace zemního plynu na jeho složky. Zemní plyn tvoří především (70 až 90 procent) metanu. Mezi další složky patří Ethan (asi 9 procent), propan (asi 3 procenta) a butan (asi 1 procento). Zbývající 1 až 2 procenta zemního plynu jsou nečistoty, včetně dusíku, oxidu uhličitého, sloučenin síry a vody. Proces separace zemního plynu do jeho složek začíná odstraněním vody. Zemní plyn je vytlačován nějakým sušicím činidlem, jako je diethylenglykol (HO (CH2) 2O (CH2) 2OH), který účinně odstraňuje vodu z plynu. Suchý plyn se pak zpracuje činidlem pro odstranění oxidu uhličitého, sloučenin síry a dalších nečistot. Diethanolamin (HO (CH2) 2NH (CH2) 2OH) je účinný „vychytávač“ mnoha z těchto nečistot.
po dehydrataci a odstranění nečistot sestává zbývající plyn téměř výhradně z jednoduchých uhlovodíků, především metanu, etanu, propanu a butanu. Tyto uhlovodíky mohou být od sebe odděleny ochlazením, dokud nedosáhnou bodu, ve kterém se stanou kapalnými. Jak každá složka zkapalňuje, může být odstraněna z plynu a dále čištěna. Například butan se mění z plynu na kapalinu při -0,5°C (31°F) a propan zkapalňuje při asi -42°C (-44°F). Takže jak uhlovodíková směs ochlazuje, kapalný butan může být odstraněn dříve, než všechny ostatní složky zkapalní. Ve skutečné praxi se kapalný butan a propan odstraňují společně a zanechávají pouze Ethan a metan. Směs kapalného butanu a propanu je známá jako kapalný ropný plyn (LPG). Vzhledem k tomu, že propan a butan mají mnoho podobných vlastností, často neexistuje žádný komerční důvod jít na úkor jejich oddělení od sebe navzájem. LPG se obvykle skladuje nad nebo pod zemí ve velkých, izolovaných kontejnerech a dodává se v izolovaných nákladních automobilech nebo železničních vozech.
běžné použití a potenciální nebezpečí
butan, v plynné i kapalné formě, je široce používán jako palivo. Protože se snadno skladuje a přepravuje v malých kontejnerech, používá se jako palivo pro batůžková kamna, malé ohřívače prostoru a přenosné pochodně. Butan je také palivo nejčastěji používané v zapalovačích cigaret. Může být použit v čisté formě nebo v kombinaci s propanem jako zkapalněný ropný plyn (LPG). Butan se také používá jako palivo pro větší domácí a průmyslové provozy.
Zajímavá fakta
- někteří lidé používali butan jako rekreační drogu a vdechovali ji, aby se dostali „vysoko.“Tato praxe je však extrémně nebezpečná a vedla některé uživatele k úmrtí na udušení (udušení).
- výzkumní pracovníci společnosti Surrey Satellite Technology, Ltd. ve Spojeném království postavili malý satelit o velikosti fotbalového míče, který je poháněn tlakovým butanovým plynem. Butane thruster byl postaven za 15 000 dolarů a byl vypuštěn na palubu ruské kosmické lodi Cosmos v červnu 2000.
- kontakt s kapalným butanem nebo LPG může způsobit omrzliny, u nichž první pomoc zahrnuje mytí studenou vodou.
z hlediska objemu je jedním z hlavních použití butanu syntéza dalších organických sloučenin, zejména syntetického kaučuku a vysokooktanových kapalných paliv používaných v letectví. Plyn se někdy přidává do benzínu v chladném podnebí, aby se zlepšila rychlost odpařování a spalování paliva. Relativně nová aplikace pro butan je jako pohonná látka pro stříkací výrobky, jako je sprej na vlasy a stříkací barvy, a jako chladivo. Butan se pro tyto účely používá jako náhrada chlorfluoruhlovodíků (CFC), u nichž bylo prokázáno, že mají škodlivé účinky na ozonovou vrstvu Země. Malé množství butanu se také používá jako potravinářské přídatné látky, obvykle v potravinách, které jsou vydávány jako spreje.
primárním zdravotním rizikem, které butan představuje, jsou jeho narkotické účinky. Při vdechnutí, ať už náhodně nebo úmyslně, vytváří sled tělesných změn, které zpočátku zahrnují pocit euforie a vzrušení. Zvýšené dávky pak mohou způsobit škodlivé výsledky, jako je nevolnost, zvracení, kýchání, kašel, rozmazané vidění, nezřetelná řeč a zvýšené slinění. Ještě vyšší dávky mají za následek zmatenost, percepční zkreslení, halucinace a bludy. Nakonec se může vyvinout řada život ohrožujících stavů, včetně deprese centrálního nervového systému, nepravidelného srdečního tepu, ospalosti, kómatu a smrti.
slova vědět
euforie stav extrémního štěstí a lepší pohody. Halucinace vize nebo jiné vnímání věcí, které ve skutečnosti nejsou přítomny.
další informace
“ směrné úrovně akutní expozice (Aegls) pro n-butan.“National Advisory Council, U.S. Environmental Protection Agency. Washington, DC: U. S. Environmental Protection Agency, April 2004. K dispozici také online na http://www.epa.gov/oppt/aegl/pubs/tsd102.pdf (přístupné 29. prosince 2005).
“ butan.“Mezinárodní Organizace Práce. http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc02/icsc0232.htm (přístup k 29. prosinci 2005).
“ butan.“Mezinárodní program pro chemickou bezpečnost. http://www.inchem.org/documents/pims/chemical/pim945.htm#SectionTitle:2.1%20%20Main%20risks%20and%20target%20organs (přístupné 29. prosince 2005).
Russell, Justin. „Palivo zapomenutých úmrtí.“New Scientist (6. Února 1993): 21-23.
Viz Alsomethan; Propan