Atšķirība starp metānu un etānu

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

Galvenā atšķirība - metāns pret etānu

Metāns un Etāns ir mazākie alkānu saimes pārstāvji. Šo divu organisko savienojumu molekulārās formulas ir attiecīgi CH₄ un C₂H_{6. Galvenā atšķirība starp metānu un etānu ir to ķīmiskā struktūra; Etāna molekulu var uzskatīt par divām metilgrupām, kas savienotas kā metilgrupu dimērs. Pārējās ķīmiskās un fizikālās atšķirības galvenokārt rodas šīs strukturālās atšķirības dēļ.}

Kas ir metāns?

Metāns ir mazākais alkānu saimes loceklis ar ķīmisko formulu CH_{4(četri ūdeņraža atomi ir saistīti ar vienu oglekļa atomu). To uzskata par dabasgāzes galveno sastāvdaļu. Metāns ir bezkrāsaina, bez smaržas un garšas gāze; pazīstams arī kā karbāns, purva gāze, dabasgāze, oglekļa tetrahidrīds un ūdeņraža karbīds. To var viegli aizdedzināt, un tā tvaiki ir vieglāki par gaisu.}

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

Kas ir Etāns?

Etāns ir bezkrāsains gāzveida savienojums bez smaržas standarta temperatūrā un spiedienā. Tās molekulārā formula un molekulmasa ir attiecīgi C₂H₆ un 30,07 g·mol^{−1. To izolē no dabasgāzes kā naftas pārstrādes procesa blakusproduktu. Etāns ir ļoti svarīgs etilēna ražošanā.}

Kāda ir atšķirība starp metānu un etānu?

Metāna un etāna īpašības

Struktūra:

Metāns: Metāna molekulārā formula ir CH_4, , un tas ir tetraedriskas molekulas piemērs ar četrām līdzvērtīgām C–H saitēm (sigma saitēm). Saites leņķis starp H-C-H atomiem ir 109,5^{0, un visas C-H saites ir līdzvērtīgas, un tas ir vienāds ar 108,70 pm.}

Etāns: Etāna molekulārā formula ir C₂H_{6,, un tas ir piesātināts ogļūdeņradis, jo nesatur vairākas saites..}

Ķīmiskās īpašības:

Metāns:

Stabilitāte: metāns ir ķīmiski ļoti stabila molekula, kas nereaģē ar KMnO₄, K₂Cr ₂O₇, H₂SO₄ vai HNO _{3 parastos apstākļos.}

Sadegšana: pārmērīga gaisa vai skābekļa klātbūtnē metāns sadeg ar gaiši zilu liesmu, kas nespīd, radot oglekļa dioksīdu un ūdeni. Tā ir ļoti eksotermiska reakcija; tāpēc to izmanto kā lielisku degvielu. Nepietiekama gaisa vai skābekļa klātbūtnē tas daļēji sadedzina oglekļa monoksīda (CO) gāzē.

Aizvietošanas reakcijas: 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).

Reakcija ar tvaiku: kad metāna un tvaika maisījumu izlaiž caur uzkarsētu (1000 K) niķeli, kas atrodas uz alumīnija oksīda virsmas, tas var radīt ūdeņradi.

Pirolīze: kad metāns tiek uzkarsēts līdz aptuveni 1300 K, tas sadalās līdz ogleklim un ūdeņradim.

Etāns:

Reakcijas: Etāna gāze (CH₃CH₃) gaismas klātbūtnē reaģē ar broma tvaikiem, veidojot brometānu (CH). ₃CH_{2Br) un ūdeņraža bromīds (HBr). Tā ir aizstāšanas reakcija; ūdeņraža atoms etānā ir aizstāts ar broma atomu.}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

Sadegšana: pilnīga etāna sadegšana rada 1559,7 kJ/mol (51,9 kJ/g) siltuma, oglekļa dioksīda un ūdens.

2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO ₂ + 6 H_{2O + 3120 kJ}

Tas var notikt arī bez skābekļa pārpalikuma, veidojot amorfa oglekļa un oglekļa monoksīda maisījumu.

2 C₂H₆ + 3 O₂ → 4 C + 6 H _{2O + enerģija}

2 C₂H₆ + 5 O₂ → 4 CO + 6 H _{2O + enerģija}

2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H_{2O + enerģija utt.}

Definīcijas:

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

Lietojumi:

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

Etāns: Etānu izmanto kā degvielu motoros un kā aukstumnesēju īpaši zemas temperatūras sistēmās. Tas tiek piegādāts tērauda cilindros kā sašķidrināta gāze zem sava tvaika spiediena.