Isobutan

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.

Strukturformel
Keilstrichformel (oben) und Skelettformel
Allgemeines
Name	Isobutan
Andere Namen	2-Methylpropan (IUPAC) Methylpropan i-Butan Trimethylmethan R-600a E 943b[1] ISOBUTANE (INCI)[2]
Summenformel	C4H10
Kurzbeschreibung	farbloses Gas mit süßlichem Geruch[3]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 75-28-5 EG-Nummer 200-857-2 ECHA-InfoCard 100.000.780 PubChem 6360 ChemSpider 6120 Wikidata Q407225
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[3]
Schmelzpunkt	−159,42 °C[3]
Siedepunkt	−11,7 °C[3]
Dampfdruck	301,9 kPa (20 °C)[3]
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser (49 mg·l−1 bei 20 °C)[3] löslich in Ethanol und Diethylether[4]
Dipolmoment	0,132 D[5] (4,40 · 10−31 C · m)
Brechungsindex	1,3518 (−25 °C)[6]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[7] ggf. erweitert[3] Gefahr H- und P-Sätze H: 220​‐​280 P: 210​‐​377​‐​381​‐​403[3]
MAK	1000 ml·m−3[3]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

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.^[3] 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).^[3] Diese Werte unterscheiden sich kaum von den Werten für das strukturisomere n-Butan. Die Sauerstoffgrenzkonzentration liegt bei 10,3 Vol.-%.^[3] Mit einer Mindestzündenergie von 0,52 mJ sind Dampf-Luft-Gemische extrem zündfähig.^[8]

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^[3] werden aus Isobutan hergestellt. Zusammen mit Butan wird das Treibgas in Sprühdosen als Lebensmittelzusatzstoff E 943b eingesetzt.^[9] 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.^[10] 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.