Atšķirība starp metānu un propānu

2024 Autors: Alex Aldridge | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 13:45

Metāns pret propānu

Metāns un propāns ir pirmie un trešie alkānu saimes locekļi. Viņu molekulārās formulas ir attiecīgi CH₄ un C₃H_{8. Galvenā atšķirība starp metānu un propānu ir to ķīmiskā struktūra; Metāns satur tikai vienu oglekļa atomu un četrus ūdeņraža atomus, savukārt propāns satur trīs oglekļa atomus ar astoņiem ūdeņraža atomiem. To ķīmiskās un fizikālās īpašības atšķiras šīs atšķirības dēļ.}

Kas ir metāns?

Metāns, kas pazīstams arī kā karbāns, dabasgāze, purva gāze, oglekļa tetrahidrīds vai ūdeņraža karbīds, ir mazākais alkānu saimes loceklis. Tā ķīmiskā formula ir CH_{4(četri ūdeņraža atomi ir saistīti ar vienu oglekļa atomu). Tā ir galvenā dabasgāzes sastāvdaļa. Metāns ir bezkrāsaina, bez smaržas un garšas gāze. To var viegli aizdedzināt, jo tā tvaiki ir vieglāki par gaisu.}

Metānu dabiski var atrast zem zemes un zem jūras dibena. Atmosfēras metāns tiek uzskatīts par siltumnīcefekta gāzi. Metāns sadalās CH_{3– ar ūdeni atmosfērā.}

Kas ir propāns?

Propāns ir trešais Alkānu ģimenes loceklis. Tā molekulārā formula ir C₃H_6, , un molekulmasa ir vienāda ar 44,10 g·mol^{−1 Tā pastāv kā gāze standarta temperatūrā un spiedienā, bet tā var saspiesties transportējamā šķidrumā. Propāns dabā nepastāv, bet to iegūst naftas rafinēšanas procesā un kā dabasgāzes apstrādes blakusproduktu.}

Propāns ir bezkrāsaina, bez smaržas, netoksiska un viegli uzliesmojoša gāzveida viela, un noplūžu identificēšanai ir pievienots komerciāls smaržviela.

Kāda ir atšķirība starp metānu un propānu?

Metāna un propāna īpašības

Molekulārā struktūra:

Metāns: Metāna molekulārā formula ir CH_{4,, un tas ir tetraedriskas molekulas piemērs ar četrām līdzvērtīgām C–H saitēm (sigma saitēm). Tā struktūra ir norādīta tālāk.}

Propāns: Etāna molekulārā formula ir C₃H_{8,, un tās struktūra ir norādīta zemāk.}

Ķīmiskās īpašības:

Sadegšana:

Metāns: metāns sadedzina ar gaiši zilu, nespīdošu liesmu, radot oglekļa dioksīdu un ūdeni liekā gaisa vai skābekļa klātbūtnē. Tā ir ļoti eksotermiska reakcija; tādējādi tā ir lieliska degviela.

CH₄(g) + 2O₂ → CO₂ + 2H 2_{O + 890 kJ/mol}

Nepietiekama gaisa vai skābekļa klātbūtnē tas daļēji sadedzina oglekļa monoksīda (CO) gāzē.

2CH₄(g) + 3O₂ → 2CO + 2H_{2O + enerģija}

Propāns: arī propāns deg līdzīgi kā citi alkāni. Skābekļa pārpalikuma klātbūtnē tas pilnībā sadedzina, radot ūdeni un oglekļa dioksīdu.

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂+ 4H_{2O + 2220 kJ/mol}

Ja degšanas procesam nav pietiekami daudz skābekļa, tas nepilnīgi sadeg oglekļa monoksīdā un/vai kvēpu ogleklī.

2 C₃H₈ + 9O₂ → 4CO₂ + 2CO + 8H_{2O + siltums}

VAI

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + siltums}

Propāna sadegšana ir daudz tīrāka nekā benzīna sadegšana, taču ne tik tīra kā dabasgāze.

Reakcijas:

Metāns: metāns parāda aizstāšanas reakcijas ar halogēniem. Šajās reakcijās viens vai vairāki ūdeņraža atomi tiek aizstāti ar vienādu skaitu halogēna atomu, un to sauc par "halogenēšanu". Saules gaismas klātbūtnē tas reaģē ar hloru (Cl) un bromu (Br).

Kad metāna un tvaika maisījumu izlaiž caur uzkarsētu (1000 K) niķeli, kas tiek atbalstīts uz alumīnija oksīda virsmas, tas var radīt ūdeņradi.

Propāns: Propāns arī parāda halogenēšanas reakcijas īpašos apstākļos, radot dažādus produktus dažādās proporcijās.

CH₃-CH₂-CH₃ + Cl ₂ → CH₃-CH₂-CH₂Cl (45%) + CH₃-CHCl-CH_{3 (55%)}

CH₃-CH₂-CH₃ + Br ₂ → CH₃-CH₂-CH₂Br (3%) + CH₃-CHBr-CH_{3 (97%)}

Metāna un propāna lietojumi

Metāns: metānu izmanto daudzos rūpnieciskos ķīmiskos procesos (kā degvielu, dabasgāzi, sašķidrinātu dabasgāzi), un to transportē kā atdzesētu šķidrumu.

Propāns: Propānu parasti izmanto kā degvielu dzinējos, krāsnīs, pārnēsājamās krāsnīs, skābekļa gāzes lāpās, ūdens sildītājos, veļas žāvētājos un māju apkurei. Tā ir viena no sašķidrinātajām naftas gāzēm, piemēram, butāns, propilēns un butilēns.

Definīcijas:

Eksotermiska reakcija: eksotermiska reakcija ir ķīmiska reakcija, kas atbrīvo enerģiju gaismas vai siltuma ietekmē.

Aizvietošanas reakcijas: Aizvietošanas reakcija ir ķīmiska reakcija, kas ietver vienas funkcionālās grupas pārvietošanu ķīmiskajā savienojumā un aizstāj to ar citu funkcionālo grupu.