Butan

Název butan se používá jako:

1. společný termín pro dva izomeryalkanu se sumárním vzorcem C₄H₁₀ (tedy n-butanu a isobutanu čili methylpropanu)
2. triviální název pro n-butan

n-butan je nerozvětvený alkan se čtyřmi atomyuhlíku v molekule (funkční vzorec CH₃CH₂CH₂CH₃). Je jedním ze dvou butanů, druhým je isobutan (systematickým názvem methylpropan, CH(CH₃)₃).

Oba butany jsou velmi hořlavé, bezbarvé, snadno stlačitelné plyny bez zápachu. Název butan pochází z but- (z acidum butyricum - latinského názvu pro kyselinu máselnou, karboxylovou kyselinu se stejným počtem atomů uhlíku v molekule a -an (označení alkanů).

Rotace okolo centrální chemické vazby C-C tvoří dvě konformace (trans a gauche).

Při dostatku

kyslíku se butan spaluje na oxid uhličitý a vodní páru. Při nedostatku kyslíku může vznikat také uhlík (saze) a oxid uhelnatý.

2C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O

n-butan je surovinou v DuPontověkatalytickém procesu přípravy maleinanhydridu:

2 CH₃CH₂CH₂CH₃ + 7 O₂ → 2 C₂H₂(CO)₂O + 8 H₂O

n-butan, podobně jako všechny uhlovodíky, podléhá chloracivolnými radikály, kdy vznikají 1-chlor- a 2-chlorbutan, a dále i deriváty s vyšším počtem atomů chloru. Různá relativní míra chlorace je částečně vysvětlena odlišnými vazebnými disociačními energiemi, 425 a 411 kJ/mol u dvou typů C-H vazeb. Dva centrální atomy uhlíku mají mírně slabší vazby C-H.

Butan se prodává v láhvích jako palivo pro vařiče a podobné účely. Směs s propanem (a dalšími uhlovodíky) se komerčně nazývá propan-butan, pro použití jako motorové palivo pak LPG. Je též složkou benzinu, surovinou pro výrobu základních petrochemikálií při parním krakování, používá se jako palivo v cigaretových zapalovačích a jako hnací plyn ve sprejích.

Velmi čisté formy, zvláště isobutanu, lze používat jako chladivo a ve značné míře tedy nahrazují halomethany nebezpečné pro ozónovou vrstvu, například v domácích chladničkách a mrazničkách. Hořlavost butanu není příliš velkým problémem, protože množství obsažené v zařízení není tak velké, aby vytvořilo výbušnou směs se vzduchem v místnosti. Operační tlak butanu je nižší než u halomethanů, například R-12, proto systémy s tímto plynem (např. automobilové klimatizace) nebudou při použití butanu fungovat optimálně.