ブタン（C4H10）：性質、異性体、用途と安全性
ブタンは、燃料、冷媒、エアゾール噴射剤として用いられる炭素数4のアルカン（C4H10）です。本記事では、構造、製造、主な用途、貯蔵および安全上の留意点を解説します。
概要
ブタンは分子式C4H10をもつ、アルカン類に属する単純な炭化水素である。構造異性体として、直鎖状のn-ブタンと、メチルプロパンとも呼ばれる分岐状のイソブタンの2種類が存在する。標準状態では無色で通常は気体の炭化水素だが、中程度の圧力で液化できるため、貯蔵や輸送に便利である。
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物理的・化学的特性
アルカンであるブタンは炭素原子間が単結合で構成される飽和炭化水素である。不飽和化合物と比べて比較的反応性が低い一方、空気中で容易に燃焼し、熱と燃焼生成物を生じる。市販品は、漏れを検知するための付臭剤が加えられるまでは無臭であることが多い。2つの異性体は物理的性質と工業上の役割がわずかに異なる。
製造と歴史的事項
ブタンは天然ガスの処理および石油精製によって得られ、軽質炭化水素の混合物から分離される。近代的な燃料技術と冷凍技術の発展に伴って工業的に重要となり、技術の進展とともに直鎖異性体と分岐異性体の双方がそれぞれ異なる用途に用いられてきた。
用途
主な用途には、携帯用ストーブやライターの燃料、プロパンと混合されることの多い液化石油ガス（LPG）の成分、エアゾール製品の噴射剤がある。イソブタンは、一部の家庭用冷蔵庫の冷媒として広く使用されるほか、石油化学合成の原料にもなる。加圧下で液体として貯蔵できる性質により、コンパクトなエネルギー貯蔵が必要な場面で有用である。
取扱い、危険性と区別
ブタンは非常に可燃性が高く、密閉空間では窒息や爆発の危険をもたらす。安全な取扱いでは、適切な換気、圧力に対応した容器、漏れの検知、ならびに着火源の回避が重視される。プロパンと比較すると、ブタンは温度に応じた蒸気圧の挙動が異なり、寒冷な気候での屋外使用への適性に影響する。配合や化学プロセスでは、n-ブタンとイソブタンを区別することが重要である。
関連項目
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著者
AlegsaOnline.com ブタン（C4H10）：性質、異性体、用途と安全性 Leandro Alegsa
URL: https://ja.alegsaonline.com/art/15638
出典
- cdc.gov : "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0068"
- rspl.royalsocietypublishing.org : "I. On the action of trichloride of phosphorus on the salts of the aromatic monamines"
- doi.org : 10.1098/rspl.1866.0018
- doi.org : 10.1039/9781849733069-FP001
- doi.org : 10.1021/ie50363a016