Butane

composé chimique From Wikipedia, the free encyclopedia

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

Nom UICPAbutane

Synonymes

n-butane
diéthyle
méthyléthylméthane.

N^o CAS106-97-8

N^o ECHA100.003.136

Faits en bref Identification, Nom UICPA ...

n-butane

Structure et représentations du n-butane.

Identification

Nom UICPA

butane

Synonymes

n-butane
diéthyle
méthyléthylméthane.

N^o CAS

106-97-8

N^o ECHA

100.003.136

N^o CE

203-448-7

CCCC
PubChem, vue 3D

InChI : vue 3D
InChI=1/C4H10/c1-3-4-2/h3-4H2,1-2H3

Apparence

gaz comprimé liquéfié, inodore, incolore^[1].

Propriétés chimiques

Formule

C₄H₁₀ [Isomères]

Masse molaire^[2]

58,122 2 ± 0,003 9 g/mol
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]

Paramètre de solubilité δ

13,9 MPa^1/2 (25 °C)^[5]

Masse volumique

601,1 g l⁻¹ (liquide, −0,5 °C)
2,709 g l⁻¹ (gaz, 0 °C, 1 013 mbar)^[3]

T° d'auto-inflammation

365 °C^[1]

Point d’éclair

−60 °C^[1]

Limites d’explosivité dans l’air

1,8–8,4 %vol^[1]

Pression de vapeur saturante

2,081 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^[7]

Point triple

−138,55 °C
0,007 mbar^[7]

Vitesse du son

1 034 m s⁻¹ (liquide, −0,5 °C)^[8]

Thermochimie

S⁰_{liquide, 1 bar}

231 J mol⁻¹ K⁻¹^[9]

Δ_fH⁰_gaz

−125,6 kJ mol⁻¹^[10]

Δ_vapH°

22,389 kJ mol⁻¹ à −1,1 °C^[7]

C_p

132,42 J mol⁻¹ K⁻¹ (liquide,−3,15 °C)

98,49 J mol⁻¹ K⁻¹ (gaz, 25 °C)^[7]

PCS

49,4 MJ kg⁻¹^[12]

PCI

45,6 MJ kg⁻¹^{[réf. souhaitée]}

Propriétés électroniques

1^re énergie d'ionisation

10,53 ± 0,10 eV (gaz)^[13]

Précautions

SGH^[14]^,^[15]

Danger

H220

H220 : Gaz extrêmement inflammable

Avec > 0,1 % de butadiène :

Danger

H220, H340 et H350

H220 : Gaz extrêmement inflammable
H340 : Peut induire des anomalies génétiques (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger)
H350 : Peut provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger)

SIMDUT^[16]

A, B1,

A : Gaz comprimé
tension de vapeur absolue à 50 °C = 500 kPa
B1 : Gaz inflammable
limite inférieure d'inflammabilité = 1,9 %

Divulgation à 1,0 % selon la liste de divulgation des ingrédients

NFPA 704

Transport^[3]

23
1011

Code Kemler :
23 : gaz inflammable
Numéro ONU :
1011 : BUTANE
Classe :
2.1
Code de classification :
2F : Gaz liquéfié, inflammable ;
Étiquette :

2.1 : Gaz inflammables (correspond aux groupes désignés par un F majuscule);

23
1075

Code Kemler :
23 : gaz inflammable
Numéro ONU :
1075 : GAZ DE PÉTROLE LIQUÉFIÉS ; ou GAZ LIQUÉFIÉS DE PÉTROLE
Classe :
2.1
Code de classification :
2F : Gaz liquéfié, inflammable ;
Étiquette :

2.1 : Gaz inflammables (correspond aux groupes désignés par un F majuscule);

23
1965

Code Kemler :
23 : gaz inflammable
Numéro ONU :
1965 : HYDROCARBURES GAZEUX EN MÉLANGE LIQUÉFIÉ, N.S.A.
Classe :
2.1
Code de classification :
2F : Gaz liquéfié, inflammable ;
Étiquette :

2.1 : Gaz inflammables (correspond aux groupes désignés par un F majuscule);

Écotoxicologie

LogP

2,89^[1]

Seuil de l’odorat

bas : 1 262 ppm
haut : 5 048 ppm^[17]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Fermer

Utilisation

Le butane est un gaz principalement utilisé comme combustible à 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 également utilisé comme carburant dans les briquets à gaz.

Pour un usage en extérieur, le propane est plus indiqué en raison de sa température d'ébullition plus basse.

Au niveau industriel, le butane est un réactif pour la synthèse de l'éthylène et du propylène via le vapocraquage, du butadiène au moyen de la déshydrogénation catalytique et de l'anhydride maléique par le procédé de DuPont. L'oxydation non-catalytique du butane est utilisée pour la synthèse de l'acide acétique et l'isomérisation par catalyse acide permet de convertir le n-butane en isobutane^[18].

Comme de nombreux hydrocarbures, le butane réagit avec le dichlore pour former du 1-chloro- et du 2-chlorobutane, mais aussi d'autres composés plus substitués. Les taux de chloration peuvent partiellement s'expliquer par les différentes énergies de dissociation des liaisons C-H, respectivement 425 et 411 kJ/mol pour celles des deux carbones termninaux et des deux carbones centraux (qui ont des liaisons C-H plus faibles).

Propriétés physico-chimiques

Le butane 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 pour la réaction de combustion avec le dioxygène.

Davantage d’informations Température, Pression (kPa) ...

Pression de vapeur saturante^[19]
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]

Fermer

Son comportement dans la plage de température et de pression usuelles explique son usage commode dans des applications domestiques : à la pression atmosphérique (vers 100 kPa), la phase liquide apparait vers 0 °C, et réciproquement pour le maintenir sous état liquide à 25 °C, il suffit d'une pression d'environ 2,5 atm (aisé à obtenir même avec un réservoir en plastique comme celui d'un briquet).

Ses propriétés en font un fluide frigorigène, dont le code est R600.

Le butane est plus dense que l'air : les bouteilles de butane, de quelques tailles qu'elles soient, ne doivent donc jamais être stockées dans des locaux en point bas, comme des sous-sols, ne permettant pas l'évacuation à l'air libre des fuites éventuelles qui s'accumuleraient au ras du sol.

Production et synthèse

Le n-butane est obtenu par distillation sous pression du gaz de pétrole liquéfié (GPL) ainsi que par la purification du gaz naturel^[18].

Notes et références

[1]
BUTANE (GAZ LIQUEFIE), Fiches internationales de sécurité chimique
[2]
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
[3]
Entrée « n-Butane » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 5 octobre 2009 (JavaScript nécessaire).
[4]
« Butane », sur Hazardous Substances Data Bank (consulté le 22 décembre 2009).
[5]
(en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, présentation en ligne), p. 294.
[6]
(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50.
[7]
(en) « Butane », sur NIST/WebBook (consulté le 11 février 2010).
[8]
(en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 1^er juillet 2010, 91^e éd., 2610 p. (ISBN 9781439820773, présentation en ligne), p. 14-40.
[9]
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.
[10]
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.
[11]
(en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub., 1996 (ISBN 0-88415-857-8).
[12]
Les gaz Butane Propane, sur cfbp.fr.
[13]
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 10-205.
[14]
Numéro index 601-004-00-0 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE n^o 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^o 1272/2008 (16 décembre 2008).
[16]
« 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.
[17]
« n-Butane », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009).
[18]
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, 2000.
[19]
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 3 juin 2009, 90^e éd., 2804 p. (ISBN 9781420090840, présentation en ligne), p. 6-109.

Butane

Utilisation

Propriétés physico-chimiques

Production et synthèse

Notes et références

Voir aussi

Liens externes

Related Articles

Timelines

Top Qs

Fact Checks