yleiskatsaus
butaani (BYOO-tane) on väritön maakaasun hajuinen kaasu, joka on herkästi syttyvää ja räjähtävää. Se on olemassa kahdessa isomeerisessa muodossa. Isomeerit ovat kemiallisen yhdisteen muotoja, joilla on sama molekyylikaava (tässä tapauksessa C4H10), mutta erilaiset rakenteelliset järjestelyt. Toisessa isomeerissä (”normaali ”tai” n – ”butaani) neljä hiiliatomia on järjestäytynyt jatkuvaan ketjuun, kun taas toisessa (”iso-butaani”) kolme hiiliatomia on järjestäytynyt jatkuvaan ketjuun ja neljäs hiiliatomi on kiinnittynyt ketjun keskimmäiseen atomiin.
butaania esiintyy luonnostaan maakaasussa, jossa sitä on noin 1 prosentti, ja maaöljyssä, jossa sitä on vain hyvin pieniä määriä. Butaania käytetään pääasiassa polttoaineena ja kemiallisena välittäjänä, yhdisteenä, jota käytetään muiden kemiallisten aineiden valmistamiseen.
AVAINTIETOJA
MUITA NIMIÄ:
n-butaani
kaava:
C4H10
alkuaineet:
hiili, vety
yhdistetyyppi:
alkaani; tyydyttynyt hiilivety (orgaaninen)
tila:
kaasu
molekyylipaino:
58,12 g/mol
sulamispiste:
-138,3°C (-216,9°F)
kiehumispiste:
-0,5°C (31°F)
liukoisuus:
liukenee niukasti veteen; liukoinen etyylialkoholiin, eetteriin ja kloroformiin
miten sitä valmistetaan
butaania saadaan erotettaessa maakaasua sen aineosiksi. Maakaasu koostuu pääasiassa (70-90 prosenttia) metaanista. Muita komponentteja ovat etaani (noin 9 prosenttia), propaani (noin 3 prosenttia) ja butaani (noin 1 prosentti). Loput 1-2 prosenttia maakaasusta on epäpuhtauksia, kuten typpeä, hiilidioksidia, rikkiyhdisteitä ja vettä. Prosessi maakaasun erottamiseksi sen osiin alkaa veden poistamisella. Maakaasu pakotetaan jonkin kuivausaineen, kuten dietyleeniglykolin (HO(CH2)2o(CH2)2oh) läpi, mikä poistaa tehokkaasti vettä kaasusta. Kuiva kaasu käsitellään sitten aineella, joka poistaa hiilidioksidia, rikkiyhdisteitä ja muita epäpuhtauksia. Dietanoliamiini (HO (CH2)2NH (CH2) 2oh) on monien näiden epäpuhtauksien tehokas ”raadonsyöjä”.
dehydrauksen ja epäpuhtauksien poistamisen jälkeen jäljelle jäävä kaasu koostuu lähes kokonaan yksinkertaisista hiilivedyistä, pääasiassa metaanista, etaanista, propaanista ja butaanista. Nämä hiilivedyt voidaan erottaa toisistaan jäähdyttämällä niitä, kunnes ne saavuttavat pisteen, jossa ne muuttuvat nestemäisiksi. Kun jokainen komponentti nesteytyy, se voidaan poistaa kaasusta ja puhdistaa edelleen. Esimerkiksi butaani muuttuu kaasusta nesteeksi -0,5°C (31°F) lämpötilassa ja propaani nesteytyy noin -42°C (-44°F) lämpötilassa. Hiilivetyseoksen jäähtyessä nestemäinen butaani voidaan poistaa ennen muiden komponenttien nesteytymistä. Käytännössä nestemäiset butaani ja propaani poistetaan yhdessä, jolloin jäljelle jää vain etaani ja metaani. Nestemäisen butaanin ja propaanin seos tunnetaan nestekaasuna (LPG). Koska propaanilla ja butaanilla on monia samanlaisia ominaisuuksia, ei ole usein mitään kaupallista syytä lähteä erottamaan niitä toisistaan. Nestekaasua varastoidaan tyypillisesti maanpinnan yläpuolella tai alapuolella suurissa, eristetyissä säiliöissä ja kuljetetaan eristetyissä kuorma-autoissa tai junavaunuissa.
yleiset käyttötarkoitukset ja mahdolliset vaarat
sekä kaasumaisessa että nestemäisessä muodossa olevaa butaania käytetään laajalti polttoaineena. Koska se on helppo varastoida ja kuljettaa pienissä säiliöissä, sitä käytetään polttoaineena backpacking uunit, pienet tilalämmittimet, ja kannettavat taskulamput. Butaani on myös savukkeensytyttimissä yleisimmin käytetty polttoaine. Sitä voidaan käyttää puhtaassa muodossaan tai yhdessä propaanin kanssa nestekaasuna. Butaania käytetään myös polttoaineena suuremmissa kotitalouksissa ja teollisuudessa.
mielenkiintoisia faktoja
- jotkut ihmiset ovat käyttäneet butaania viihdehuumeena hengittäen sitä päästäkseen ”pilveen.”Käytäntö on kuitenkin erittäin vaarallinen, ja se on johtanut joidenkin käyttäjien tukehtumiseen (tukehtumiseen).
- Surrey Satellite Technology Ltd: n tutkijat. Yhdistyneessä kuningaskunnassa ovat rakentaneet pienen satelliitin koko jalkapallo, joka liikkuu paineistetulla butaanikaasulla. Butaanipotkuri rakennettiin 15 000 dollarilla ja se laukaistiin venäläisellä Kosmos-avaruusaluksella kesäkuussa 2000.
- kosketus nestemäisen butaanin tai nestekaasun kanssa voi aiheuttaa paleltumia, joihin ensiapuun kuuluu kylmällä vedellä peseminen.
tilavuudeltaan butaanin tärkeimpiä käyttökohteita on muiden orgaanisten yhdisteiden, erityisesti synteettisen kumin ja korkeaoktaanisten nestemäisten polttoaineiden synteeseissä, joita käytetään ilmailussa. Kaasua lisätään joskus bensiiniin kylmässä ilmastossa, jotta polttoaineen Haihtumisnopeus ja palamisnopeus paranisivat. Suhteellisen uusi käyttökohde butaanille on suihkutuotteiden, kuten hiuslakan ja spraymaalien, ponneaineena sekä kylmäaineena. Butaania käytetään näihin tarkoituksiin korvaamaan kloorifluorihiilivetyjä (CFC-yhdisteitä), joilla on osoitettu olevan haitallisia vaikutuksia maapallon otsonikerrokseen. Pieniä määriä butaania käytetään myös elintarvikkeiden lisäaineina, yleensä suihkeina annosteltavissa elintarvikkeissa.
butaanin aiheuttama ensisijainen terveysvaara on sen Narkoottiset vaikutukset. Hengitettynä, joko vahingossa tai tahallaan, se tuottaa sarjan ruumiillisia muutoksia, joihin sisältyy aluksi euforian ja jännityksen tunne. Suuremmat annokset voivat sitten aiheuttaa haitallisia vaikutuksia, kuten pahoinvointia, oksentelua, aivastelua, yskää, näön hämärtymistä, epäselvä puhe ja lisääntynyt syljeneritys. Vielä suuremmat annokset aiheuttavat sekavuutta, aistiharhoja ja harhaluuloja. Lopulta saattaa kehittyä hengenvaarallisia tiloja, kuten keskushermoston lamaantuminen, sydämen rytmihäiriöt, uneliaisuus, kooma ja kuolema.
sanat tietää
euforia äärimmäisen onnen ja tehostetun hyvinvoinnin tila. Hallusinaatioita näkyjä tai muita aistihavaintoja asioista, jotka eivät todellisuudessa ole läsnä.
lisätietoja
” Acute Exposure Guideline Levels (AEGLs) for n-butane.”National Advisory Council, US Environmental Protection Agency. Washington, DC: U. S. Environmental Protection Agency, huhtikuu 2004. Saatavilla myös verkossa numerossa http://www.epa.gov/oppt/aegl/pubs/tsd102.pdf (avattu 29. joulukuuta 2005).
” butaani.”Kansainvälinen Työjärjestö. http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc02/icsc0232.htm (julkaistu 29. joulukuuta 2005).
” butaani.”Kansainvälinen Kemikaaliturvallisuusohjelma. http://www.inchem.org/documents/pims/chemical/pim945.htm#SectionTitle:2.1%20%20Main%20risks%20and%20target%20organs (julkaistu 29. joulukuuta 2005).
Russell, Justin. ”Unohdettujen kuolemien polttoaine.”New Scientist (6. Helmikuuta 1993): 21-23.
Katso Myös Metaani; Propaani