Butane

Le butane est un hydrocarbure saturé de la famille des alcanes de formule brute C 4 H 10. Il existe sous 2 formes isomères, l'objectifane ou n-butane et le 2-méthylpropane ou isobutane.


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Produit chimique extrêmement inflammable - Cancérogène chimique - Alcane linéaire - Produit pétrolier - Produit chimique - Matériau - Carburant - Gaz organique - Réfrigérant

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Butane
Structure et représentations du butane
Structure et représentations du butane
Structure et représentations du butane
Général
Nom IUPAC butane
Synonymes n-butane
diéthyle
méthyléthylméthane.
No CAS 106-97-8
No EINECS 203-448-7
PubChem 7843
SMILES
InChI
Apparence gaz comprimé liquefié, inodore, incolore[1].
Propriétés chimiques
Formule brute C4H10  [Isomères]
Masse molaire[2] 58, 1222 ± 0, 0039 g·mol-1
C 82, 66 %, H 17, 34 %,
Propriétés physiques
T° fusion −138, 29 °C [3]
T° ébullition −0, 5 °C [3]
Solubilité 61, 2 mg·l-1 (eau, 25 °C) [4]
Masse volumique 0, 6011 kg·l-1 (liquide, −0, 5 °C)
2, 709 kg·m-3 (gaz, 25 °C, 1 013 mbar) [3]
T° d'auto-inflammation 287 °C [1]
Point d'éclair -60 °C [1]
Limites d'explosivité dans l'air 1, 88, 4 %vol[1]
Pression de vapeur saturante 2, 081 bar à 20 °C
2, 8 bar à 30 °C
4, 9 bar à 50 °C [3]
Point critique 151, 85 °C
38, 0 bar
0, 255 l·mol-1 [6]
Point triple -138, 55 °C
0, 007 mbar [6]
Thermochimie
S0liquide, 1 bar 231 J·mol-1·K-1 [7]
ΔfH0gaz -125, 6 kJ·mol-1 [8]
Δvap 22, 389 kJ·mol-1 à -1, 1 °C [6]
Cp 132, 42 J·mol-1·K-1 (liquide, -3, 15 °C)
98, 49 J·mol-1·K-1 (gaz, 25 °C) [6]
PCS 49, 4 MJ·kg-1 [10]
PCI 45, 6 MJ·kg-1
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation 10, 53 ± 0, 10 eV (gaz) [11]
Précautions
Directive 67/548/EEC[12]
Extrêmement inflammable
F+
Phrases R : 12,
Phrases S : 2, 9, 16,
Transport[3]
23
   1011   
NFPA 704

Symbole NFPA 704

SIMDUT[13]
A : Gaz compriméB1 : Gaz inflammable
A, B1,
SGH[14], [15]
SGH02 : InflammableSGH04 : Gaz
Danger
H220,

Avec >0, 1% de butadiène :
SGH02 : InflammableSGH04 : GazSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxique
Danger
H220, H340, H350,
Écotoxicologie
LogP 2, 89 [1]
Seuil de l'odorat bas : 1 262 ppm
haut : 5 048 ppm[16]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le butane est un hydrocarbure saturé de la famille des alcanes de formule brute C4H10. Il existe sous 2 formes isomères, l'objectifane ou n-butane et le 2-méthylpropane ou isobutane.

Utilisation

Bouteille de gaz butane.

L'objectifane est un combustible essentiellement utilisé comme combustible d'appoint (chauffe-eau, barbecue, ... ) surtout pour les activités à l'intérieur d'un bâtiment. On peut aisément s'en procurer sous forme de bouteille.

Au niveau industriel, l'objectifane est un réactif pour la synthèse de l'éthylène et propylène via le vapocraquage, du butadiène au moyen de la déhydrogénation catalytique et de l'anhydride maléique par le procédé de Dupont. L'oxydation non-catalytique du butane est utilisé pour la synthèse de l'acide acétique et l'isomérisation par catalyse acide sert à convertir le n-butane en isobutane[17].

Comme de nombreux hydrocarbures, l'objectifane réagit avec le chlore pour former du 1-chloro- et du 2-chlorobutane, mais également d'autres composés plus substitués. Les taux de chloration peuvent partiellement s'expliquer par les différentes énergies de dissociation, 425 et 411 kJ/mole pour les 2 types de liaisons C-H (les 2 carbones centraux ont des liaisons C-H plus faibles).

Propriétés physico-chimiques

Il est soluble dans l'alcool et l'éther, mais peu dans l'eau. Peu réactif, il nécessite un catalyseur pour participer à des réactions chimiques, sauf évidemment pour la réaction de combustion avec le dioxygène.

Pression de vapeur saturante[18] :

Température Pression Température Pression
-103, 15 °C 0, 1 kPa -33, 15 °C 24, 1 kPa
-98, 15 °C 0, 2 kPa -28, 15 °C 30, 9 kPa
-93, 15 °C 0, 3 kPa -23, 15 °C 39, 1 kPa
-88, 15 °C 0, 5 kPa -18, 15 °C 49, 1 kPa
-83, 15 °C 0, 8 kPa -13, 15 °C 61, 0 kPa
-78, 15 °C 1, 3 kPa -8, 15 °C 75, 0 kPa
-73, 15 °C 1, 9 kPa -3, 15 °C 91, 5 kPa
-68, 15 °C 2, 8 kPa 1, 85 °C 111 kPa
-63, 15 °C 4, 0 kPa 6, 85 °C 133 kPa
-58, 15 °C 5, 7 kPa 11, 85 °C 159 kPa
-53, 15 °C 7, 8 kPa 16, 85 °C 188 kPa
-48, 15 °C 10, 6 kPa 21, 85 °C 221 kPa
-43, 15 °C 14, 1 kPa 26, 85 °C 258 kPa
-38, 15 °C 18, 5 kPa 50 °C 490 kPa[3]

Production et synthèse

Le n-butane est obtenu par distillation sous pression du G. P. L (gaz de pétrole liquéfié) mais aussi par la purification du gaz naturel[17].

Notes et références

  1. BUTANE (GAZ LIQUEFIE) , fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée selon Atomic weights of the elements 2007 sur www. chem. qmul. ac. uk
  3. Entrée de «n-Butane» dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la BGIA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 5 octobre 2009 (JavaScript indispensable)
  4. BUTANE sur Hazardous Substances Data Bank. Consulté le 22 décembre 2009
  5. (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers'Handbook, McGraw-Hill, USA, 1997, 7e éd. , 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5) , p.  2-50 
  6. (en) «Butane» sur NIST/WebBook, consulté le 11 février 2010
  7. Aston, J. G. ; 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
  8. Pittam, D. A. ; 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
  9. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol.  1, Gulf Pub. Co., Huston, Texas (ISBN 0-88415-857-8)  
  10. Les gaz Butane Propane
  11. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 2008, 89e éd. , 2736 p. (ISBN 9781420066791) , p.  10-205 
  12. «butane» sur ESIS, consulté le 15 septembre 2009
  13. «Butane» dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
  14. Numéro index 601-004-00-0 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  15. Numéro index 601-004-01-8 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  16. n-Butane sur hazmap. nlm. nih. gov. Consulté le 14 novembre 2009
  17. Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Pætz, Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut Höke, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Hydrocarbons, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2000 
  18. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0) , p.  6-109 

Voir aussi

Liens externes


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