overzicht
Butaan (BYOO-taan) is een kleurloos gas met de geur van aardgas dat licht ontvlambaar en explosief is. Het bestaat in twee isomere vormen. Isomeren zijn vormen van een chemische verbinding met dezelfde moleculaire formule (in dit geval C4H10), maar verschillende structurele regelingen. In de ene isomeer (“normaal “of” n – “butaan) zijn de vier koolstofatomen gerangschikt in een continue keten, terwijl in de andere (“iso-butaan”), drie koolstofatomen in een continue keten zijn gerangschikt en het vierde koolstofatoom is bevestigd aan het middelste atoom in die keten.
Butaan komt van nature voor in aardgas, waar het ongeveer 1% aanwezig is, en in aardolie, waar het slechts in zeer kleine hoeveelheden voorkomt. Butaan wordt voornamelijk gebruikt als brandstof en als chemisch intermediair, een verbinding die wordt gebruikt om andere chemische stoffen te produceren.
BELANGRIJKSTE FEITEN
ANDERE NAMEN:
n-Butaan
FORMULE:
C4H10
– ELEMENTEN:
Koolstof, waterstof
SAMENGESTELDE TYPE:
Alkane; verzadigde koolwaterstof (biologische)
STATUS:
Benzine
MOLECULAIR GEWICHT:
58.12 g/mol
SMELTPUNT:
-138.3°C (-216.9°F)
KOOKPUNT:
-0.5°C (31°F)
OPLOSBAARHEID in water:
slecht oplosbaar in water; oplosbaar in ethylalcohol, ether en chloroform
hoe wordt het verkregen
Butaan wordt verkregen tijdens het scheiden van aardgas in de bestanddelen. Aardgas bestaat voornamelijk (70 tot 90 procent) uit methaan. Andere componenten zijn ethaan (ongeveer 9 procent), propaan (ongeveer 3 procent) en butaan (ongeveer 1 procent). De resterende 1 tot 2 procent van aardgas is onzuiverheden, waaronder stikstof, kooldioxide, verbindingen van zwavel, en water. Het proces van het scheiden van aardgas in zijn componenten begint met het verwijderen van water. Het aardgas wordt geforceerd door een droogmiddel, zoals diethyleenglycol (HO(CH2)2O (CH2)2OH), die efficiënt water uit het gas verwijdert. Het droge gas wordt vervolgens behandeld met een middel om kooldioxide, verbindingen van zwavel en andere onzuiverheden te verwijderen. Diethanolamine (HO(CH2)2NH (CH2)2OH) is een efficiënte “aaseter” van veel van deze onzuiverheden.
na dehydratie en verwijdering van onzuiverheden bestaat het resterende gas bijna volledig uit eenvoudige koolwaterstoffen, voornamelijk methaan, ethaan, propaan en butaan. Deze koolwaterstoffen kunnen van elkaar worden gescheiden door ze af te koelen tot ze het punt bereiken waarop ze vloeibaar worden. Als elk bestanddeel vloeibaar wordt, kan het uit het gas worden verwijderd en verder worden gezuiverd. Bijvoorbeeld, butaan verandert van een gas in een vloeistof bij -0,5°C (31°F) en propaan vloeibaar bij ongeveer -42°C (-44°F). Omdat het koolwaterstofmengsel afkoelt, kan Vloeibaar butaan worden verwijderd voordat andere componenten vloeibaar worden. In de praktijk worden Vloeibaar butaan en propaan samen verwijderd, waardoor alleen ethaan en methaan achterblijven. Het mengsel van Vloeibaar butaan en propaan staat bekend als vloeibaar petroleumgas (LPG). Aangezien propaan en butaan veel vergelijkbare eigenschappen hebben, is er vaak geen commerciële reden om de kosten van het scheiden van hen van elkaar te nemen. LPG wordt meestal boven of onder de grond opgeslagen in grote, geïsoleerde containers en verzonden in geïsoleerde vrachtwagens of treinwagons.
algemeen gebruik en potentiële gevaren
Butaan, zowel in gasvormige als in vloeibare vorm, wordt op grote schaal gebruikt als brandstof. Omdat het gemakkelijk wordt opgeslagen en vervoerd in kleine containers, wordt het gebruikt als brandstof voor backpacking kachels, kleine kachels en draagbare fakkels. Butaan is ook de brandstof die het meest wordt gebruikt in aanstekers. Het kan in zuivere vorm of in combinatie met propaan worden gebruikt als vloeibaar petroleumgas (LPG). Butaan wordt ook gebruikt als brandstof voor grotere huishoudelijke en industriële activiteiten.
interessante feiten
- sommige mensen hebben butaan gebruikt als recreatief middel, dat werd ingeademd om high te worden.”De praktijk is echter extreem gevaarlijk en heeft ertoe geleid dat sommige gebruikers sterven door verstikking (verstikking).
- onderzoekers van Surrey Satellite Technology, Ltd. in het Verenigd Koninkrijk hebben gebouwd een kleine satelliet ter grootte van een voetbal die wordt aangedreven door onder druk butaangas. De butaan thruster werd gebouwd voor $ 15.000 en werd gelanceerd aan boord van een Russisch Kosmos ruimtevaartuig in juni 2000.
- Contact met Vloeibaar butaan of LPG kan bevriezing veroorzaken, waarvoor eerste hulp bestaat uit wassen met koud water.
in termen van volume is een van de belangrijkste toepassingen van butaan bij de synthese van andere organische verbindingen, met name synthetische rubber en vloeibare brandstoffen met een hoog octaangehalte die in de luchtvaart worden gebruikt. Het gas wordt soms toegevoegd aan benzine in koude klimaten om de snelheid waarmee de brandstof verdampt en verbrandt te verbeteren. Een relatief nieuwe toepassing voor butaan is als drijfgas voor spuitproducten, zoals haarspray en spuitverf, en als koelmiddel. Voor deze doeleinden wordt butaan gebruikt ter vervanging van chloorfluorkoolstoffen (CFK ‘ s), waarvan is aangetoond dat zij schadelijke effecten hebben op de ozonlaag van de aarde. Kleine hoeveelheden butaan worden ook gebruikt als levensmiddelenadditieven, meestal in levensmiddelen die als sprays worden toegediend.
het primaire gezondheidsrisico van butaan is de verdovende werking ervan. Bij inademing, per ongeluk of opzettelijk, veroorzaakt het een opeenvolging van lichamelijke veranderingen die in eerste instantie een gevoel van euforie en opwinding omvatten. Verhoogde doses kunnen dan leiden tot schadelijke resultaten, zoals misselijkheid, braken, niezen, hoesten, wazig zien, onduidelijke spraak en verhoogde speekselvloed. Nog hogere doses resulteren in verwarring, perceptuele vervorming, hallucinaties en wanen. Uiteindelijk kan zich een reeks levensbedreigende aandoeningen ontwikkelen, waaronder depressie van het centrale zenuwstelsel, onregelmatige hartslag, slaperigheid, coma en overlijden.
Words to Know
euforie een staat van extreem geluk en verbeterd welzijn. Hallucinaties visioenen of andere percepties van dingen die niet echt aanwezig zijn.
voor verdere informatie
” Acute Exposure Guideline Levels (Aegis) for N-butane.”National Advisory Council, U. S. Environmental Protection Agency. Washington, DC: U. S. Environmental Protection Agency, April 2004. Ook online beschikbaar op http://www.epa.gov/oppt/aegl/pubs/tsd102.pdf (geraadpleegd op 29 December 2005).
” Butaan.”Internationale Arbeidsorganisatie. http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc02/icsc0232.htm (geraadpleegd op 29 December 2005).
” Butaan.”Internationaal programma voor chemische veiligheid. http://www.inchem.org/documents/pims/chemical/pim945.htm#SectionTitle:2.1%20%20Main%20risks%20and%20target%20organs (geraadpleegd op 29 December 2005).
Russell, Justin. “Brandstof van de vergeten doden.”New Scientist (February 6, 1993): 21-23.
Zie Ook Methaan; Propaan