Butan, n-Butan, iso-Butan

Der gesättigte Kohlenwasserstoff n-Butan stammt aus der Reihe der Alkane. n-Butan kommt in geringen Mengen im Ergas vor und fällt bei der Erdöldestillation an. Das brennbare farblose Gas ist die geradlinige Form der beiden Isomere. Das zweite Isomer ist Isobutan (2-Methylpropan).

Folgende Namen sind bekannt für n-Butan:

Butan, R 600, n-Butan

Charakterisierung

Aggregatzustände
gasförmig

Farbe
farblos

Geruch
fast geruchlos

Extrem entzündbares Gas das mit Luft ein explosives Gemisch bildet. Butan ist nahezu unlöslich in Wasser. Das Gas ist bei Normzustand 2,094-mal schwerer als Luft (ebenfalls Normzustand). Bei Normaldruck und einer Temperatur unterhalb von -0,51°C ist Butan flüssig. Unter Druck ist Butan ebenfalls flüssig.

Beispielsweise:
0°C, Dampfdruck ca. 1,033 bar abs.
20°C, Dampfdruck ca. 2,08 bar abs.
50°C, Dampfdruck ca. 4,96 bar abs.
(unter Dampfdruck n-Butan kann das komplette Diagramm aufgerufen werden).

Ein Teilbereich des Dampfdruckes wird im Diagramm 1 dargestellt (0°C bis 152°C)

Diagramm1

n-Buatn, Ausschnitt Dampfdruckverlauf

ZVG-Nummer:10030

EG-Nummer:203-448-7

CAS-Nummer:106-97-8

INDEX-Nummer:601-004-00-0

Name	n-Butan
Chemische Zeichen	C4H10
Strukturformel	Siehe Animation
Molare Masse	58,123 kg/kmol
Kritische Temperatur	425,16 K
Kritischer Druck	37,96 bar
Siedepunkt bei 1,013 bar	272,64 K
Verdampfungswärme am Siedepunkt	385,8 kJ/kg
Dichte bei 0°C, 1,01325 bar	2,708 kg/m3
Spez. Wärmekapazität bei 25°C (1bar)	1,734 kJ/kgK

n-Butan

Iso-Butan

Vorkommen

n-Butan ist ein Flüssiggas. n-Butan fällt bei der Erdöldestillation an. Neben Erdöl kommt es noch in geringen Mengen im Erdgas vor.

Die Tabelle zeigt eine typische Zusammensetzung von Erdgas-L und Erdgas-H

Bezeichnung	Einheit	Nord Erdgas-H	GUS Erdgas-H	Erdgas-L
Methan CH4	Vol %	90	97,3	81,8
Ethan C2H6	Vol %	5	1,3	2,8
Propan C3H8	Vol %	0,7	0,5	0,4
n-Butan C4H10	Vol %	0,2	0,1	0,2
Kohlendioxid CO2	Vol %	1	0	0,8
Stickstoff N2	Vol %	3,1	0,8	14
Brennwert	kWh/m3	11,21	11,18	10,3
Heizwert	kWh/m3	10,12	10,08	9,3
Dichteverhältnis zu Luft		0,61	0,57	0,64

Bezeichnung	Einheit	[1] H	[2] H	[3] L
Methan CH4	Vol %	90	97,3	81,8
Ethan C2H6	Vol %	5	1,3	2,8
Propan C3H8	Vol %	0,7	0,5	0,4
n-Butan C4H10	Vol %	0,2	0,1	0,2
Kohlendioxid CO2	Vol %	1	0	0,8
Stickstoff N2	Vol %	3,1	0,8	14
Brennwert	kWh/m3	11,21	11,18	10,3
Heizwert	kWh/m3	10,12	10,08	9,3
Dichteverhältnis zu Luft		0,61	0,57	0,64

[1] Nord Erdgas H ; [2] GUS Erdgas ; [3] Erdgas L

Butan dient als Grundprodukt bei der Herstellung von 1,3-Butadien und Maleinsäure. Weiterhin dient Butan als Treibgas in Spraydosen. In Verbindung mit Propan wird Butan oft als Brenngas (Flüssiggas) verwendet. Das Flüssiggasgemisch findet sich dann oft in Gaskartuschen oder Druckgaszylindern zum Heizen, Kochen sowie in Feuerzeugen. Ebenfalls im Gemisch mit Propan dient Butan als Fahrzeugtreibstoff (Autogas, Flüssiggas). Butan als Kältemittel R600 oder sein Isomer R600a auch im Gemisch mit Propan kommen in Haushaltskühlgeräten zum Einsatz.

Butan wird als Rauschmittel missbraucht (Preiswert, leicht zu beschaffen). Die Wirkung ist vergleichbar mit der anderer Schnüffelstoffe.
Schnüffelstoffe wirken dämpfend auf das Zentralnervensystem. Nach beginn einer milden Euphorie und Erregung verändert sich die Sinneswahrnehmung rasch. Mit zunehmender Dosis treten Halluzinationen auf. Typische Risiken sind Atemstörungen, die Gefahr der Bewusstlosigkeit, Krampfanfälle und Herzrhythmusstörungen sowie psychische Abhängigkeit. Organschädigungen sowie Todesfolgen bei hohen Dosierungen sind ebenfalls nicht ausgeschlossen.

Allgemeines

Das Treibhauspotential von Butan ist 3-fach größer als bei Kohlendioxid (Methan 21-fach).
Da Ethan aber nur als Spurengas (Konzentration 0,5 ppbv auf Meereshöhe) vorkommt, kann der Effekt vernachlässigt werden. Butan wird nicht als offizielles Treibhausgas gemäß Kyoto-Protokoll gelistet.

Butan verbrennt stöchiometrisch mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser.

2 C4H10 + 13 O2 ⟹ 8 CO2 +10 H2O

Bezeichnung	Chemisches Zeichen	Stoffmengen-anteil Brennstoff (reales Gas) mol%	Volumenanteil Brennstoff (reales Gas) Vol%	Volumenanteil Brennstoff (ideales Gas) 21% Sauerstoffgehalt Vol%	UEG [Vol%]	OEG [Vol%]
Wasserstoff	H2	29,52%	29,55%	29,58%	4	77
Methan	CH4	9,48%	9,46%	9,50%	4,4	17,0
Ethen, Ethylen	C2H4	6,53%	6,48%	6,54%	2,4	32,6
Kohlenmonoxid	CO	29,52%	29,52%	29,58%	11,3*	75,6*
Ethan	C2H6	5,65%	5,60%	5,66%	2,4	14,3
Propan	C3H8	4,02%	3,94%	4,03%	1,7	10,8
n-Butan	C4H10	3,12%	2,99%	3,13%	1,4	9,4

*rel. Luftfeuchte<10%

Bezeichnung	[1] mol%	[2] Vol%	[3] Vol%	UEG Vol%	OEG Vol%
Wasserstoff, H2	29,52%	29,55%	29,58%	4	77
Methan, CH4	9,48%	9,46%	9,50%	4,4	17,0
Ethen, Ethylen, C2H4	6,53%	6,48%	6,54%	2,4	32,6
Kohlenmonoxid, CO	29,52%	29,52%	29,58%	11,3*	75,6*
Ethan, C2H6	5,65%	5,60%	5,66%	2,4	14,3
Propan, C3H8	4,02%	3,94%	4,03%	1,7	10,8
n-Butan, C4H10	3,12%	2,99%	3,13%	1,4	9,4

*rel. Luftfeuchte<10%

[1]= Stoffmengen-anteil Brennstoff (reales Gas) in mol%

[2]=Volumenanteil Brennstoff (reales Gas) in Vol%

[3]= Volumenanteil Brennstoff (ideales Gas) 21% Sauerstoffgehalt

Brennstoff	Heizwert HU
Brennstoff	MJ / kmol	MJ / kg	MJ / m3
Methan, CH4	802,35	50,013	35,883
Acetylen (Ethin), C2H2	1255,61	48,222	56,493
Ethylen (Ethen), C2H4	1322,63	47,146	59,497
Ethan, C2H6	1427,87	47,486	64,345
Propan, C3H8	2044,02	46,354	93,215
n-Butan, C4H10	2657,08	45,715	123,810
Kohlenmonoxid, CO	282,99	10,103	12,633
Wasserstoff, H2	241,84	119,972	10,783

Brennstoff	Brennwert HO
Brennstoff	MJ / kmol	MJ / kg	MJ / m3
Methan, CH4	890,35	55,498	39,819
Acetylen (Ethin), C2H2	1299,91	49,12	58,473
Ethylen (Ethen), C2H4	1410,64	50,283	63,414
Ethan, C2H6	1559,88	51,877	70,293
Propan, C3H8	2220,03	50,345	101,242
n-Butan, C4H10	2877,08	49,5	134,061
Kohlenmonoxid, CO	282,99	10,103	12,633
Wasserstoff, H2	285,84	141,8	12,745

Was sollte noch beachtet werden (Liste ist nicht vollständig)

TA-Luft (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft)
TRGS 200 (Einstufung und Kennzeichnung von Stoffen, Zubereitungen und Erzeugnissen)
TRGS 201 (Einstufung und Kennzeichnung bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen)
TRGS 400 (Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen)
TRGS 402 (Ermitteln und Beurteilen der Gefährdungen bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen: Inhalative Exposition)
TRGS 500 (Schutzmaßnahmen)
TRGS 510 (Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern)
TRGS 555 (Betriebsanweisung und Information der Beschäftigten)
TRGS 600 (Substitution)
TRGS 800 (Brandschutzmaßnahmen)
TRGS 900 (Arbeitsplatzgrenzwerte)
BG-Vorschrift D 34 [VBG 21] (Verwendung von Flüssiggas)
TRB (Technische Regeln Druckbehälter)
TRG (Technische Regeln Druckgase)

Eine Übersicht über Online Tools rund um Gase finden Sie unter Online Tools