Butano ( / b Ju t eɪ n / ) o n -butano es un alcano con la fórmula C 4 H 10 . El butano es un gas a temperatura ambiente y presión atmosférica. El butano es un muy inflamable, incoloro, fácilmente licuado gas que vaporiza rápidamente a temperatura ambiente. El nombre butano proviene de las raíces but- (del ácido butírico , llamado así por la palabra griega para mantequilla) y -ane . Fue descubierto por el químico Edward Frankland en 1849. [6]Fue encontrado disuelto en petróleo crudo en 1864 por Edmund Ronalds , quien fue el primero en describir sus propiedades. [7] [8]
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido Butano [3] | |||
Nombre IUPAC sistemático Tetracarbane (nunca recomendado [3] ) | |||
Otros nombres | |||
Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol ) | |||
969129 | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.003.136 | ||
Número CE |
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Número e | E943a (agentes de glaseado, ...) | ||
1148 | |||
KEGG | |||
Malla | butano | ||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
un numero | 1011 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
C 4 H 10 | |||
Masa molar | 58,124 g · mol −1 | ||
Apariencia | Gas incoloro | ||
Olor | Similar a la gasolina o similar al gas natural [1] | ||
Densidad | 2,48 kg / m 3 (a 15 ° C (59 ° F)) | ||
Punto de fusion | −140 a −134 ° C; −220 a −209 ° F; 133 hasta 139 K | ||
Punto de ebullición | -1 a 1 ° C; 30 a 34 ° F; 272 hasta 274 K | ||
solubilidad en agua | 61 mg / L (a 20 ° C (68 ° F)) | ||
log P | 2.745 | ||
Presión de vapor | ~ 170 kPa a 283 K [4] | ||
Constante de la ley de Henry ( k H ) | 11 nmol Pa −1 kg −1 | ||
Ácido conjugado | Butanio | ||
Susceptibilidad magnética (χ) | −57,4 · 10 −6 cm 3 / mol | ||
Termoquímica | |||
Capacidad calorífica ( C ) | 98,49 J / (K · mol) | ||
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | −126,3–−124,9 kJ / mol | ||
Entalpía estándar de combustión (Δ c H ⦵ 298 ) | −2,8781–−2,8769 MJ / mol | ||
Peligros [5] | |||
Ficha de datos de seguridad | Ver: página de datos | ||
Pictogramas GHS | |||
Palabra de señal GHS | Peligro | ||
Declaraciones de peligro GHS | H220 | ||
Consejos de prudencia del SGA | P210 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 1 4 0 SA | ||
punto de inflamabilidad | −60 ° C (−76 ° F; 213 K) | ||
autoignición temperatura | 405 ° C (761 ° F; 678 K) | ||
Límites explosivos | 1,8–8,4% | ||
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |||
PEL (permitido) | ninguno [1] | ||
REL (recomendado) | TWA 800 ppm (1900 mg / m 3 ) [1] | ||
IDLH (peligro inmediato) | 1600 ppm [1] | ||
Compuestos relacionados | |||
Alcanos relacionados |
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Compuestos relacionados | Perfluorobutano | ||
Página de datos complementarios | |||
Estructura y propiedades | Índice de refracción ( n ), constante dieléctrica (ε r ), etc. | ||
Datos termodinámicos | Comportamiento de fase sólido-líquido-gas | ||
Datos espectrales | UV , IR , RMN , MS | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Isómeros
Nombre común | butano normal butano no ramificado n -butano | isobutano i -butano |
Nombre IUPAC | butano | metilpropano |
Diagrama molecular | ||
Diagrama esquelético |
La rotación alrededor del enlace C-C central produce dos conformaciones diferentes ( trans y gauche ) para n -butano. [9]
Reacciones
Cuando el oxígeno es abundante, el butano se quema para formar dióxido de carbono y vapor de agua; cuando el oxígeno es limitado, también se puede formar carbono ( hollín ) o monóxido de carbono . Por esta razón, el butano se conoce como "gas bastardo". El butano es más denso que el aire.
Cuando hay suficiente oxígeno:
- 2 C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O
Cuando el oxígeno es limitado:
- 2 C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O
Por peso, el butano contiene aproximadamente 49,5 MJ / kg (13,8 kWh / kg; 22,5 MJ / lb ) o por volumen líquido 29,7 megajulios por litro (8,3 kWh / l; 112 MJ / US gal; 107.000 Btu / US gal).
La temperatura máxima de llama adiabática del butano con aire es de 2243 K (1970 ° C; 3578 ° F).
n -Butano es la materia prima para el proceso catalítico de DuPont para la preparación de anhídrido maleico :
- 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 7 O 2 → 2 C 2 H 2 (CO) 2 O + 8 H 2 O
El n- butano, como todos los hidrocarburos, se somete a una cloración por radicales libres que proporciona tanto 1-cloro como 2-clorobutanos, así como derivados más clorados. Las velocidades relativas de cloración se explican parcialmente por las diferentes energías de disociación de enlaces , 425 y 411 kJ / mol para los dos tipos de enlaces CH.
Usos
El butano normal se puede utilizar para mezclar gasolina , como gas combustible, disolvente de extracción de fragancias, ya sea solo o en una mezcla con propano , y como materia prima para la fabricación de etileno y butadieno , un ingrediente clave del caucho sintético . El isobutano se utiliza principalmente en las refinerías para mejorar (aumentar) el octanaje de la gasolina de motor. [10] [11] [12] [13]
Cuando se mezcla con propano y otros hidrocarburos, puede denominarse comercialmente GLP , para gas licuado de petróleo. Se utiliza como componente de la gasolina, como materia prima para la producción de petroquímicos básicos en el craqueo al vapor , como combustible para encendedores de cigarrillos y como propulsor en aerosoles como desodorantes . [14]
Las formas muy puras de butano, especialmente el isobutano, se pueden utilizar como refrigerantes y han reemplazado en gran medida a los halometanos que agotan la capa de ozono , por ejemplo, en refrigeradores y congeladores domésticos. La presión de funcionamiento del sistema para el butano es más baja que para los halometanos, como el R-12 , por lo que los sistemas de R-12, como los de los sistemas de aire acondicionado de automóviles, cuando se convierten en butano puro no funcionarán de manera óptima y, por lo tanto, se requiere una mezcla de isobutano y propano. se utiliza para ofrecer un rendimiento del sistema de refrigeración comparable al del R-12.
El butano también se utiliza como combustible más ligero para un mechero común o un soplete de butano y se vende embotellado como combustible para cocinar, barbacoas y estufas de campamento. El mercado mundial de botes de butano está dominado por los fabricantes de Corea del Sur . [15]
Como combustible, a menudo se mezcla con pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno y mercaptanos que le darán al gas no quemado un olor desagradable fácilmente detectable por la nariz humana. De esta forma, se pueden identificar fácilmente las fugas de butano. Si bien el sulfuro de hidrógeno y los mercaptanos son tóxicos, están presentes en niveles tan bajos que el riesgo de asfixia e incendio por el butano se convierte en una preocupación mucho antes que la toxicidad. [16] [17] La mayor parte del butano disponible comercialmente también contiene una cierta cantidad de aceite contaminante que se puede eliminar mediante filtración, pero que de otro modo dejará un depósito en el punto de ignición y eventualmente puede bloquear el flujo uniforme de gas. [18] El butano utilizado en la extracción de fragancias no contiene estos contaminantes [19] y los gases de butano pueden causar explosiones de gas en áreas mal ventiladas si las fugas pasan desapercibidas y se encienden con chispas o llamas. [5]
Botes de combustible de butano para uso en estufas de campamento
Encendedor de butano, que muestra el depósito de butano líquido
Una lata de aerosol, que puede estar usando butano como propulsor.
Cilindro de gas butano utilizado para cocinar
Efectos y problemas de salud
La inhalación de butano puede causar euforia , somnolencia , inconsciencia , asfixia , arritmia cardíaca , fluctuaciones en la presión arterial y pérdida temporal de la memoria, cuando se abusa directamente de un recipiente altamente presurizado, y puede provocar la muerte por asfixia y fibrilación ventricular . Entra en el suministro de sangre y en segundos produce intoxicación. [20] El butano es la sustancia volátil de la que se abusa con más frecuencia en el Reino Unido y fue la causa del 52% de las muertes relacionadas con los solventes en 2000. [21] Al rociar butano directamente en la garganta, el chorro de líquido puede enfriarse rápidamente a -20 ° C (-4 ° F) por expansión, provocando laringoespasmo prolongado . [22] " muerte de sniffer súbita " síndrome, descrito por primera vez por Bass en 1970, [23] es la causa común la mayor parte de muerte relacionada con el disolvente, lo que resulta en el 55% de los casos mortales conocidos. [22]
Ver también
- Isobutano
- Ciclobutano
- Dimetil éter
- Abuso de sustancias volátiles
- Butano (página de datos)
- Butanona
- n- Butanol
- Gas de petróleo licuado
- Gas industrial
- Antorcha de butano
- Explosiones de gas
Referencias
- ^ a b c d e Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0068" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Hofmann, August Wilhelm Von (1 de enero de 1867). "I. Sobre la acción del tricloruro de fósforo sobre las sales de las monaminas aromáticas". Actas de la Royal Society of London . 15 : 54–62. doi : 10.1098 / rspl.1866.0018 . S2CID 98496840 .
- ^ a b "Materia principal". Nomenclatura de la química orgánica: Recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013 (Libro azul) . Cambridge: La Real Sociedad de Química . 2014. p. 4. doi : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4.
De manera similar, los nombres retenidos 'etano', 'propano' y 'butano' nunca fueron reemplazados por nombres sistemáticos 'dicarbane', 'tricarbane' y 'tetracarbane' como se recomienda para los análogos de silano, 'disilano'; fosfano, 'trifosfano'; y sulfano, 'tetrasulfano'.
- ^ WB Kay (1940). "Relaciones presión-volumen-temperatura para n-butano". Química industrial y de ingeniería . 32 (3): 358–360. doi : 10.1021 / ie50363a016 .
- ^ a b "Ficha de datos de seguridad, nombre del material: N-butano" (PDF) . Estados Unidos: Matheson Tri-Gas Incorporated. 5 de febrero de 2011. Archivado desde el original (PDF) el 1 de octubre de 2011 . Consultado el 11 de diciembre de 2011 .
- ^ Russel, Colin A. (20 de marzo de 2009). "Frankland - el primer químico organometálico" (PDF) . La conferencia de Sixth Wheeler . Real Sociedad de Química. Archivado desde el original el 17 de abril de 2017.CS1 maint: URL no apta ( enlace )
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enlaces externos
- Tarjeta internacional de seguridad química 0232
- Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos