Unterschied zwischen Butan und Isobutan

Hauptunterschied - Butan gegen Isobutan

Butan ist eine organische Verbindung. Dieses Molekül kann in verschiedenen Formen gefunden werden, die als Isomere bekannt sind. Isobutan ist ein strukturelles Isomer von Butan. Sowohl Butan als auch Isobutan sind gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen. Sie sind Kohlenwasserstoffe, da diese Verbindungen nur aus C- und H-Atomen bestehen. Sowohl Butan als auch Isobutan haben die gleiche chemische Formel: C₄H₁₀. Sie haben daher die gleichen Molmassenwerte. Diese Verbindungen sind brennbar und können somit als Brennstoff zum Verbrennen verwendet werden. Der Hauptunterschied zwischen Butan und Isobutan ist das Butan kann entweder ein lineares oder ein verzweigtes Molekül sein, wohingegen Isobutan im Wesentlichen ein verzweigtes Molekül ist.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Butan?
      - Definition, Eigenschaften und Anwendungen
2. Was ist Isobutan?
      - Definition, Eigenschaften und Anwendungen
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Butan und Isobutan?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Butan und Isobutan?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Butan, Kraftstoff, Isobutan, Isomere, Kohlenwasserstoffe

Was ist Butan?

Butan ist ein Kohlenwasserstoff, der in verschiedenen als Isomere bekannten Formen vorkommen kann. Die chemische Formel von Butan ist C₄H₁₀. Es ist ein Alkan, da es keine Doppelbindungen zwischen Kohlenstoffatomen gibt. Die Molmasse von Butan beträgt etwa 58 g / Mol. Bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck ist Butan ein farbloses Gas, das einen benzinartigen Geruch aufweist.

Die Hauptquelle für Butan ist Rohöl. Rohöl enthält Butan als Nebenbestandteil. Butan ist auch ein Nebenprodukt der Erdölraffination. Es kann in mehreren isomeren Formen auftreten. Diese Isomere werden als Strukturisomere bezeichnet. Es gibt zwei Isomere von Butan: n-Butan und Isobutan. n-Butan ist die lineare, geradkettige Form von Butan. Isobutan ist die verzweigte Struktur von Butan. Der Begriff Butan kann verwendet werden, um eines dieser Isomere oder eine Mischung davon zu beschreiben.

Abbildung 1: Zwei Butanisomere; Isobutan (oben) und n-Butan (unten)

Butan kann in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt werden. Dies liegt daran, dass Butan leicht entflammbar ist. Wenn genug Sauerstoff vorhanden ist, wird Butan vollständig verbrannt. Wenn nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, wird Butan unvollständig verbrannt. In beiden Fällen erzeugt die Verbrennung Wärmeenergie.

Butan kann als Verstärker für die Verdampfung von Benzin verwendet werden. Daher ist Butan manchmal ein Zusatz zu Benzin. Butan kann auch direkt als Brennstoff verwendet werden. Zum Beispiel kann es leicht verflüssigt und für Haushaltszwecke wie Kochen verkauft werden. Da der Siedepunkt von Butan 1 ist^OC oder weniger, Butanflüssigkeit wird bei Raumtemperatur sofort verdampfen.

Was ist Isobutan?

Isobutan ist ein strukturelles Isomer von n-Butan. Die chemische Formel von Isobutan ist C₄H₁₀. Die Molmasse von Isobutan beträgt ca. 58 g / Mol. Es ist ein Alkan mit einer verzweigten Struktur. Hier sind drei Methylgruppen und ein H-Atom an ein zentrales Kohlenstoffatom gebunden. Die Geometrie um das zentrale Kohlenstoffatom von Isobutan ist tetraedrisch. Isobutan ist bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck ebenfalls ein farbloses Gas. Im Gegensatz zu n-Butan ist es ein geruchloses Gas.  

Abbildung 02: Kugel- und Stockmodell von Isobutan

Isobutan hat einen sehr niedrigen Siedepunkt als normales Butan. Der Siedepunkt von Isobutan liegt bei -11^OC. Der Grund für diesen Unterschied ist die verzweigte Struktur von Isobutan. Ein lineares Molekül kann mehr Van-der-Waal-Kräfte haben als ein verzweigtes Molekül. (Die Oberfläche einer linearen Struktur ist höher als die Oberfläche eines verzweigten Moleküls, sodass mehr Van-der-Waal-Kräfte zwischen den Molekülen vorhanden sind.) Das Vorhandensein schwacher oder geringerer Van-der-Waal-Kräfte macht es einfacher, Moleküle voneinander zu trennen. Daher sinkt der Siedepunkt.

Aufgrund der unterschiedlichen räumlichen Anordnung der Isobutanatome unterscheiden sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Butan. Isobutan kann durch Isomerisierung von n-Butan gebildet werden. Es ist eine katalytische Reaktion und ist reversibel. Diese Isomerisierung wird durch ein Zwischenprodukt namens Olefine durchgeführt. Die Effizienz des Prozesses hängt von der Temperatur des Systems ab.

Isobutan wird als Kältemittel verwendet. Da Isobutan eine vernachlässigbare Wirkung auf die Ozonschicht hat, ist es ein guter Substituent für Verbindungen wie Chlorfluorkohlenwasserstoff, die in Kühlschränken verwendet werden.

Ähnlichkeiten zwischen Butan und Isobutan

• Butan und Isobutan sind Kohlenwasserstoffverbindungen.
• Beide haben die gleiche chemische Formel.
• Beide haben die gleiche Molmasse.
• Beide Verbindungen bestehen aus sp³ hybridisierte Kohlenstoffatome.
• Beide sind bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck farblose Gase.

Unterschied zwischen Butan und Isobutan

Definition

Butan: Butan ist ein Kohlenwasserstoff, der in verschiedenen Formen als Isomere vorkommen kann.

Isobutan: Isobutan ist ein strukturelles Isomer von n-Butan.

Chemische Struktur

Butan: Butan ist eine Mischung aus linearen Strukturen und verzweigten Strukturen.

Isobutan: Isobutan ist im Wesentlichen eine verzweigte Struktur.

Siedepunkt

Butan: Der Siedepunkt von Butan liegt bei etwa 1^OC.

Isobutan: Der Siedepunkt von Isobutan liegt bei -11^OC.

Geruch

Butan: Butan hat einen benzinartigen Geruch.

Isobutan: Isobutan ist geruchlos.

Fazit

Butan und Isobutan sind Kohlenwasserstoffverbindungen, die als Nebenbestandteile im Rohöl enthalten sind. Sie sind kleine Alkanverbindungen, die als Paraffinfraktion der Erdölraffination bezeichnet werden. Obwohl sie die gleiche chemische Formel und die gleiche Molmasse haben, unterscheiden sie sich in mehrfacher Hinsicht. Der Hauptunterschied zwischen Butan und Isobutan ist das Butan kann entweder ein lineares oder ein verzweigtes Molekül sein, wohingegen Isobutan im Wesentlichen ein verzweigtes Molekül ist.

Verweise:

1. "Butan: Definition, Eigenschaften und Formel". Study.com, Study.com, erhältlich hier. Abgerufen am 23. August 2017.
2. "NIST Chemistry WebBook, SRD 69". Isobutane, Nationales Institut für Standards und Technologie, hier erhältlich. Abgerufen am 23. August 2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung

1. "Isobutane-3D-Kugeln" von Ben Mills und Jynto - Ableitung von File: Neopentane-3D-balls.png und File: Methane-3D-balls.png. (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Isobutan-n-butan" (Public Domain) über Commons Wikimedia