Isobutan

Strukturformel
Strukturformel von Isobutan Skelettformel von Isobutan
Keilstrichformel (oben) und Skelettformel
Allgemeines
Name	Isobutan
Andere Namen	2-Methylpropan (IUPAC) Methylpropan i-Butan Trimethylmethan R-600a Vorlage:E-Nummer Vorlage:INCI
Summenformel	C4H10
Kurzbeschreibung	farbloses Gas mit süßlichem Geruch<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 200-857-2 ECHA-InfoCard 100.000.780 PubChem 6360 ChemSpider 6120 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	58,12 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	2,70 kg·m−3 (bei 0 °C, 1013 hPa) 0,5937 kg·l−1 flüssig unter Druck<ref name="GESTIS">Eintrag zu Isobutan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	−159,42 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	−11,7 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	301,9 kPa (20 °C)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser (49 mg·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS" /> löslich in Ethanol und Diethylether<ref>Eintrag zu Butane. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>
Dipolmoment	0,132 D<ref name="CRC90_6_188">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Permittivity (Dielectric Constant) of Gases, S. 6-188.</ref> (4,40 · 10−31 C · m)
Brechungsindex	1,3518 (−25 °C)<ref name="CRC90_3_308">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-308.</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.000.780">Eintrag zu Isobutane in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 220​‐​280 P: 210​‐​377​‐​381​‐​403​‐​410+403<ref name="GESTIS" />
MAK	1000 ml·m−3<ref name="GESTIS" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Isobutan (systematischer Name nach IUPAC: 2-Methylpropan) ist eine organische chemische Verbindung aus der Gruppe der Alkane. Es ist ein Konstitutionsisomer des Butans und der einfachste verzweigte Kohlenwasserstoff.

Vorkommen

Isobutan kommt in Erdgasen und Erdölen vor und wird hauptsächlich in Erdölraffinerien gewonnen. Isobutan kommt in der Natur wesentlich seltener vor als n-Butan.

Eigenschaften

Isobutan ist ein farbloses, fast geruchloses, brennbares Gas. Es ist schwerer als Luft und wirkt in hohen Konzentrationen narkotisierend und erstickend. Der Flammpunkt liegt bei −83 °C, die Zündtemperatur bei 460 °C.<ref name="GESTIS" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1. Für Isobutan liegt die untere Explosionsgrenze (UEG) bei 1,5 Vol.-% (37 g/m³) und die obere Explosionsgrenze (OEG) bei 9,4 Vol.-% (231 g/m³).<ref name="GESTIS" /> Diese Werte unterscheiden sich kaum von den Werten für das strukturisomere n-Butan. Die Sauerstoffgrenzkonzentration liegt bei 10,3 Vol.-%.<ref name="GESTIS" /> Mit einer Mindestzündenergie von 0,52 mJ sind Dampf-Luft-Gemische extrem zündfähig.<ref name="Chen">Hsu-Fang Chen, Chan-Cheng Chen: A quantitative structure activity relationship model for predicting minimum ignition energy of organic substance in J. Loss Prev. Proc. Ind. 67 (2020) 104227, doi:10.1016/j.jlp.2020.104227.</ref>

Verwendung

Isobutan ist ein Grundstoff in der chemischen Industrie. Große Mengen werden zur Herstellung von Alkylat (Alkylierung, Isooktan) verwendet. Einige andere Chemikalien, wie Isobuten und tert-Butylhydroperoxid<ref name="GESTIS" /> werden aus Isobutan hergestellt. Zusammen mit Butan wird das Treibgas in Sprühdosen als Lebensmittelzusatzstoff E 943b eingesetzt.<ref>Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 in der konsolidierten Fassung vom 31. Oktober 2022Vorlage:Abrufdatum</ref> Da es wie andere Alkane brennbar ist, wird es als Brennstoff benutzt. Isobutan wird auch als Beimischung für Campinggas verwendet. Da Isobutan einen niedrigeren Siedepunkt als n-Butan (−0,5 °C) aufweist, wird Campinggas aus Propan und Isobutan gemischt. Dadurch eignet sich dieses Gasgemisch nicht nur für den Sommer, sondern auch für den Einsatz im Winter und auf Hochtouren.

Kältemittel

Isobutan weist ein sehr niedriges Treibhauspotenzial auf (GWP 3) und wird deswegen in Kühlschränken und Klimaanlagen als Kältemittel mit der Bezeichnung R-600a eingesetzt. Die Einsatzgrenze liegt aus Sicherheitsgründen derzeit bei 150 g pro Gerät. Seit 1992 Greenpeace das Projekt Greenfreeze mit Hilfe der Firma Foron vorgestellt hat, wird R-600a in Kühlschränken verwendet.<ref>greenpeace.de: Greenfreeze: Der FCKW-freie Kühlschrank.</ref> In Europa hat R-600a das zuvor als Kältemittel in Haushaltsgeräten verwendete R-134a fast vollständig verdrängt, da R-600a billiger ist, ein wesentlich niedrigeres Treibhauspotenzial hat, weniger chemische Verträglichkeitsprobleme hat und mit Mineralöl mischbar ist. Die meisten Geräte kommen mit weniger als 50 g Kältemittel aus. Bis 2011 sind schon 300 Millionen Geräte auf den Markt gekommen.

Auch manche Solarkollektoren verwenden Isobutan als Wärmeträger.

Weblinks

Commons: Isobutan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• TEGA – Technische Gase und Gasetechnik GmbH: Dampfdrucktabelle Isobutan, 9. Januar 2020

Einzelnachweise

<references />