Butane
| n-butane | |
    Structure et représentations dun-butane. |
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| Identification | |
|---|---|
| Nom UICPA | butane |
| Synonymes |
n-butane |
| NoCAS | |
| NoECHA | 100.003.136 |
| NoCE | 203-448-7 |
| NoRTECS | EJ4200000 |
| PubChem | 7843 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Apparence | gaz comprimé liquéfié, inodore, incolore[1]. |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | C4H10[Isomères] |
| Masse molaire[2] | 58,122 2 ± 0,003 9g/mol C 82,66 %, H 17,34 %, |
| Propriétés physiques | |
| T°fusion | −138,29°C[3] |
| T°ébullition | −0,5°C[3] |
| Solubilité | 61,2mg l−1(eau,25°C)[4] |
| Paramètre de solubilité δ | 13,9MPa1/2(25°C)[5] |
| Masse volumique | 601,1g l−1(liquide,−0,5°C) 2,709g l−1(gaz,0°C,1 013mbar)[3] |
| T°d'auto-inflammation | 287°C[1] |
| Point d’éclair | −60°C[1] |
| Limites d’explosivité dans l’air | 1,8–8,4%vol[1] |
| Pression de vapeur saturante | 2,081barà20°C 2,8barà30°C 4,9barà50°C[3] |
| Point critique | 151,85°C 38,0bar 0,255l mol−1[7] |
| Point triple | −138,55°C 0,007mbar[7] |
| Vitesse du son | 1 034m s−1(liquide,−0,5°C)[8] |
| Thermochimie | |
| S0liquide, 1 bar | 231J mol−1K−1[9] |
| ΔfH0gaz | −125,6kJ mol−1[10] |
| ΔvapH° | 22,389kJ mol−1à−1,1°C[7] |
| Cp | 132,42J mol−1K−1(liquide,−3,15°C) 98,49J mol−1K−1(gaz,25°C)[7] |
| PCS | 49,4MJ kg−1[12] |
| PCI | 45,6MJ kg−1[réf.souhaitée] |
| Propriétés électroniques | |
| 1reénergie d'ionisation | 10,53± 0,10eV(gaz)[13] |
| Précautions | |
| SGH[14],[15] | |
  Danger Avec > 0,1 % debutadiène:  Danger |
|
| SIMDUT[16] | |
  A,B1, |
|
| NFPA 704 | |
| Transport[3] | |
| Écotoxicologie | |
| LogP | 2,89[1] |
| Seuil de l’odorat | bas: 1 262ppm haut: 5 048ppm[17] |
| Unités duSIetCNTP,sauf indication contraire. | |
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Lebutaneest unhydrocarburesaturé de la famille desalcaneset deformule bruteC4H10.Il existe sous deux formesisomères,len-butaneet l'isobutaneou2-méthylpropane.
Utilisation
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Le butane est un gaz principalement utilisé commecombustibleà usage domestique (gazinière,chauffe-eau) et également d'appoint, notamment pour le chauffage (radiateur à gaz pour l'intérieur des locaux d'habitation, commerces et ateliers ainsi que pour le plein air).Il est généralement conditionné enbouteillede 13kg[pas clair].
Il est également utilisé commecarburantdans lesbriquets à gaz.
Pour un usage en extérieur, lepropaneest plus indiqué en raison de satempérature d'ébullitionplus basse.
Au niveau industriel, le butane est un réactif pour la synthèse de l'éthylèneet dupropylènevia levapocraquage,dubutadièneau moyen de ladéshydrogénationcatalytiqueet de l'anhydride maléiquepar leprocédé de DuPont.L'oxydation non-catalytique du butane est utilisée pour la synthèse de l'acide acétiqueet l'isomérisationparcatalyse acidepermet de convertir len-butane enisobutane[18].
Comme de nombreux hydrocarbures, le butane réagit avec ledichlorepour former du1-chloro-et du2-chlorobutane,mais aussi d'autres composés plus substitués. Les taux dechlorationpeuvent partiellement s'expliquer par les différentesénergies de dissociationdesliaisons C-H,respectivement 425 et411kJ/molpour celles des deux carbones termninaux et des deux carbones centraux (qui ont des liaisons C-H plus faibles).
Propriétés physico-chimiques
[modifier|modifier le code]Le butane est soluble dans l'alcool et l'éther,mais peu dans l'eau. Peu réactif, il nécessite uncatalyseurpour participer à des réactions chimiques, sauf pour la réaction decombustionavec ledioxygène.
| Température | Pression (kPa) | Température | Pression (kPa) |
|---|---|---|---|
| −103,15°C | 0,1 | −33,15°C | 24,1 |
| −98,15°C | 0,2 | −28,15°C | 30,9 |
| −93,15°C | 0,3 | −23,15°C | 39,1 |
| −88,15°C | 0,5 | −18,15°C | 49,1 |
| −83,15°C | 0,8 | −13,15°C | 61,0 |
| −78,15°C | 1,3 | −8,15°C | 75,0 |
| −73,15°C | 1,9 | −3,15°C | 91,5 |
| −68,15°C | 2,8 | 1,85°C | 111 |
| −63,15°C | 4,0 | 6,85°C | 133 |
| −58,15°C | 5,7 | 11,85°C | 159 |
| −53,15°C | 7,8 | 16,85°C | 188 |
| −48,15°C | 10,6 | 21,85°C | 221 |
| −43,15°C | 14,1 | 26,85°C | 258 |
| −38,15°C | 18,5 | 50°C | 490[3] |
Son comportement dans la plage de température et de pression usuelles explique son usage commode dans des applications domestiques: à lapression atmosphérique(vers100kPa), la phase liquide apparait vers0°C,et réciproquement pour le maintenir sous état liquide à25°C,il suffit d'une pression d'environ2,5atm(aisé à obtenir même avec un réservoir en plastique comme celui d'un briquet).
Ses propriétés en font unfluide frigorigène,dont le code estR600.
Production et synthèse
[modifier|modifier le code]Len-butane est obtenu pardistillationsous pression dugaz de pétrole liquéfié(GPL) ainsi que par la purification dugaz naturel[18].
Notes et références
[modifier|modifier le code]- BUTANE (GAZ LIQUEFIE),Fiches internationales de sécurité chimique
- Masse molaire calculée d’après«Atomic weights of the elements 2007», surchem.qmul.ac.uk.
- Entrée « n-Butane » dans la base de données de produits chimiquesGESTISde la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand,anglais), accès le 5 octobre 2009(JavaScript nécessaire).
- «Butane», surHazardous Substances Data Bank(consulté le).
- (en)James E. Mark,Physical Properties of Polymer Handbook,Springer,,2eéd.,1076p.(ISBN978-0-387-69002-5et0-387-69002-6,présentation en ligne),p.294.
- (en)Robert H.Perryet Donald W.Green,Perry's Chemical Engineers' Handbook,États-Unis, McGraw-Hill,,7eéd.,2400p.(ISBN0-07-049841-5),p.2-50.
- (en)« Butane »,surNIST/WebBook(consulté le 11 février 2010).
- (en)William M.Haynes,CRC Handbook of Chemistry and Physics,Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis,,91eéd.,2610p.(ISBN9781439820773,présentation en ligne),p.14-40.
- Aston, J.G. et Messerly, G.H.,The heat capacity and entropy, heats of fusion and vaporization and the vapor pressure of n-butane,J. Am. Chem. Soc.,1940, 62, 1917-1923.
- Pittam, D.A. et Pilcher, G.,Measurements of heats of combustion by flame calorimetry. Part 8.-Methane, ethane, propane, n-butane and 2-methylpropane,J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1,1972, 68, 2224-2229.
- (en)Carl L. Yaws,Handbook of Thermodynamic Diagrams,vol.1, Huston, Texas, Gulf Pub.,(ISBN0-88415-857-8).
- Les gaz Butane Propane,surcfbp.fr.
- (en)David R.Lide,CRC Handbook of Chemistry and Physics,Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis,,89eéd.,2736p.(ISBN9781420066791,présentation en ligne),p.10-205.
- Numéro indexdans le tableau 3.1 de l'annexe VI durèglement CEno1272/2008(16 décembre 2008).
- Numéro indexdans le tableau 3.1 de l'annexe VI durèglement CEno1272/2008(16 décembre 2008).
- «Butane» dans la base de données de produits chimiquesReptoxde laCSST(organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009.
- «n-Butane», surhazmap.nlm.nih.gov(consulté le).
- Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer et Hartmut Höke,Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,Hydrocarbons,Wiley-VCH Verlag,.
- (en)David R.Lide,CRC Handbook of Chemistry and Physics,Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis,,90eéd.,2804p.(ISBN9781420090840,présentation en ligne),p.6-109.
