Densidad energética del butano
Probablemente haya leído en alguna parte, o le hayan dicho, que el propano y el butano son dos formas de gas GLP, pero ¿qué significa eso exactamente y cuáles son las similitudes y diferencias entre ambos?
Antes de entrar en materia, echemos un vistazo al GLP y a lo que es. El gas licuado de petróleo (GLP) es un término ampliamente utilizado para describir una familia de gases de hidrocarburos ligeros. Los dos gases más conocidos de esta familia son el propano y el butano.
Ambos gases tienen usos comerciales y residenciales, así como cualidades similares, lo que significa que la gente suele confundirlos. Ambos gases pueden utilizarse como combustible en la calefacción, la cocina, el agua caliente, los vehículos, los refrigerantes y mucho más.
El propano, que procede del procesamiento del gas natural y del refinado del petróleo, es un gas hidrocarburo inflamable que se licúa mediante presurización. Se utiliza habitualmente para la calefacción y la cocina, pero puede emplearse para una amplia gama de usos residenciales y comerciales, desde los calentadores de agua domésticos hasta la alimentación de la cocina de un restaurante.
¿Qué tipo de gas es el butano?
El butano (C₄H₁₀), al igual que el propano, es una forma de GLP (gas licuado de petróleo). Con su punto de ebullición a -2°C, el butano es ideal para alimentar calentadores de gas portátiles y para uso en interiores.
¿Cuál es el origen del gas butano?
Producción de butano
El butano procede de muchas unidades de proceso diferentes en la refinería, así como de fuentes externas como las plantas de gas natural (a partir de la separación de los LGN) y de los craqueadores de vapor (en el refinado C4).
¿Cuánta energía libera el butano?
El calor de combustión del butano (C4H10) es de -2878 kJ/mol. Supongamos que un encendedor típico contiene aproximadamente 1,75 g de butano. ¿Cuánta energía térmica se liberaría si se quemara TODO el butano del encendedor?
Isobutano
El gas natural se creó hace millones de años cuando los microorganismos muertos, como las algas y el plancton, se hundieron en el fondo del mar. Con el tiempo, quedaron cubiertos por muchas capas de tierra y roca, y se fueron convirtiendo en hidrocarburos. En condiciones de alta presión y temperatura y sin oxígeno, sus elementos orgánicos se convirtieron lentamente en pequeños hidrocarburos gaseosos, en particular el metano (CH4), el hidrocarburo más pequeño. El gas natural creado en el lecho rocoso ascendió lentamente a través de las capas porosas de la roca hasta que encontró una capa impermeable y se acumuló para formar embalses.
A diferencia del petróleo, que es una mezcla de distintos hidrocarburos con propiedades químicas muy diferentes, el gas natural sólo contiene unos pocos elementos. El gas natural está compuesto predominantemente por metano (entre el 75% y el 99%) con una pequeña proporción de elementos más pesados: etano (C2H6), propano (C3H8), butano (C4H10) y etileno (C2H4). Si hay una mayor proporción de estos hidrocarburos más pesados, el gas se describe como “húmedo” porque pueden convertirse fácilmente en líquidos bajo presión. Se extraen fácilmente en el lugar de producción y se procesan para otros usos. El butano y el propano, por ejemplo, se utilizan como combustible para las estufas de camping.
¿Qué tipo de energía es la combustión?
La combustión transforma la energía química potencial en energía cinética en forma de calor.
¿El butano es polar o no polar?
(c) El butano es apolar y no puede formar enlaces de hidrógeno; el 1-propanol es polar y puede formar enlaces de hidrógeno. El 1-propanol puede interactuar con el agua tanto por fuerzas dipolo-dipolo como por enlaces de hidrógeno. El butano no puede interactuar con el agua por ninguno de los dos medios.
¿Qué tipo de hidrocarburo es el butano?
4.10.
El butano es uno de los dos hidrocarburos saturados, o alcanos, con la fórmula química C4H10 de la serie de las parafinas. En ambos compuestos, los átomos de carbono están unidos en una cadena abierta. En el n-butano (normal), la cadena es continua y sin ramificaciones, mientras que en el i-butano (iso) los átomos de carbono forman una ramificación lateral.
Estructura del butano
El butano es un alcano con la fórmula química [math]\ce{C4H10}[/math], como se muestra en la figura 2. Como tipo de hidrocarburo, puede sufrir una combustión de hidrocarburos que libera energía calorífica. El butano es uno de los componentes de hidrocarburos del gas natural en bruto, que es un tipo de combustible fósil[2]. El butano suele eliminarse del gas natural antes de ser enviado a los clientes, pero luego se vende por separado como combustible en sí.
A las temperaturas y presiones habituales, el butano es un gas y, ya sea por sí mismo o mezclado con propano ([math]\ce{C3H8}[/math]), se convierte en gas licuado de petróleo (GLP)[3] El porcentaje de butano y propano en el GLP varía en función del uso que se le dé y del clima del lugar donde se utilice[3] El GLP puede ser incluso totalmente propano.
El butano también se suele mezclar con el propano en el combustible para acampada con el fin de mantener presiones más altas a bajas temperaturas[4] El butano es también uno de los principales componentes del líquido para encendedores y se utiliza habitualmente en encendedores, estufas portátiles y antorchas de butano. La figura 1 muestra un soplete de butano utilizado para cocinar.
¿Qué es la energía específica de un combustible?
La energía específica es la energía por unidad de masa de un combustible.
¿Es el gas butano un combustible fósil?
Como tipo de hidrocarburo, puede sufrir una combustión de hidrocarburos que libera energía calorífica. El butano es uno de los componentes hidrocarburíferos del gas natural bruto, que es un tipo de combustible fósil.
¿El gas es energía cinética o potencial?
Las partículas del gas no sufren atracciones ni repulsiones intermoleculares. Esta suposición implica que las partículas no poseen energía potencial y, por tanto, su energía total es simplemente igual a sus energías cinéticas. Las partículas del gas están en continuo movimiento aleatorio. Las colisiones entre las partículas del gas son completamente elásticas.
Butano frente a propano
El butano se suele mezclar con la gasolina o el GLP (en pequeños volúmenes) o se vende directamente como producto acabado. Cuando se mezcla con la gasolina, el butano se ve favorecido por su alto octanaje, pero está limitado por su elevada presión de vapor. Debido a los límites de la presión de vapor, la mezcla de butano en la gasolina suele eliminarse por completo en los meses más cálidos del año, lo que provoca un exceso estacional de butano.
El butano también se convierte con frecuencia en isobutano para utilizarlo como materia prima de alquilación. A veces se utiliza como combustible de refinería, pero éste suele ser su uso final de menor valor y se evita siempre que sea posible.