Metán vs propán
A metán és a propán az alkáncsalád első és harmadik tagja. Molekulaképleteik: CH4 és C3H8. A metán és a propán közötti legfontosabb különbség a kémiai szerkezetük; A metán csak egy szénatomot és négy hidrogénatomot tartalmaz, míg a propán három szénatomot tartalmaz nyolc hidrogénatommal. Kémiai és fizikai tulajdonságaik e különbség miatt változnak.
Mi az a metán?
A metán, más néven karbán, földgáz, mocsári gáz, szén-tetrahidrid vagy hidrogén-karbid, az alkánok családjának legkisebb tagja. Kémiai képlete CH4 (négy hidrogénatom kapcsolódik egy szénatomhoz). A földgáz egyik fő alkotóeleme. A metán színtelen, szagtalan és íztelen gáz. Könnyen meggyullad, mivel gőze könnyebb, mint a levegő.
A metán természetesen megtalálható a föld alatt és a tengerfenék alatt. A légköri metán üvegházhatású gáznak számít. A metán a légkörben lévő vízzel CH3–-ra bomlik.
Mi az a propán?
A propán az Alkán család harmadik tagja. Molekulaképlete C3H6, , és a molekulatömege 44,10 g·mol−1 Normál hőmérsékleten és nyomáson gázként létezik, de szállítható folyadékká összenyomható. A propán a természetben nem létezik, de a kőolaj-finomítási folyamatból és a földgázfeldolgozás melléktermékeként nyerik.
A propán színtelen, szagtalan, nem mérgező és gyúlékony gázhalmazállapotú anyag, és a szivárgások azonosítására kereskedelmi illatanyagot adnak hozzá.
Mi a különbség a metán és a propán között?
A metán és a propán jellemzői
Molekuláris szerkezet:
Metán: A metán molekulaképlete CH4,, és ez egy példa egy tetraéderes molekulára, amelyben négy ekvivalens C-H kötés (szigma kötés) található. Szerkezete alább látható.
Propán: Az etán molekulaképlete C3H8,, szerkezetét az alábbiakban adjuk meg.
Kémiai tulajdonságok:
Égés:
Metán: A metán halványkék, nem világító lánggal ég, szén-dioxidot és vizet termelve felesleges levegő vagy oxigén jelenlétében. Ez egy erősen exoterm reakció; így kiváló üzemanyag.
CH4(g) + 2O2 → CO2 + 2H 2O + 890 kJ/mol
Részben szén-monoxid (CO) gázzá ég, elégtelen levegő vagy oxigén jelenlétében.
2CH4(g) + 3O2 → 2CO + 2H2O + energia
Propán: A propán is hasonló módon ég, mint a többi alkán. Túlzott oxigén jelenlétében teljesen leég, vizet és szén-dioxidot termelve.
C3H8 + 5O2 → 3CO2+ 4H2O + 2220 kJ/mol
Az égési folyamathoz elegendő oxigén hiányában nem teljesen ég szén-monoxiddá és/vagy koromszénné.
2 C3H8 + 9O2 → 4CO2 + 2CO + 8H2O + hő
VAGY
C3H8 + 9O2 → 3C + 4H2O + hő
A propánégetés sokkal tisztább, mint a benziné, de nem olyan tiszta, mint a földgázé.
Reakciók:
Metán: A metán szubsztitúciós reakciókat mutat halogénekkel. Ezekben a reakciókban egy vagy több hidrogénatomot azonos számú halogénatommal helyettesítenek, és ezt „halogénezésnek” nevezik. Napfény jelenlétében reagál klórral (Cl) és brómmal (Br).
Amikor metán és gőz keverékét timföldfelületre támaszkodó, hevített (1000 K) nikkelen vezetik át, az hidrogént termelhet.
Propán: A propán speciális körülmények között halogénezési reakciókat is mutat, és különböző arányban különböző termékeket állít elő.
CH3-CH2-CH3 + Cl 2 → CH3-CH2-CH2Cl (45%) + CH3-CHCl-CH3 (55%)
CH3-CH2-CH3 + Br 2 → CH3-CH2-CH2Br (3%) + CH3-CHBr-CH3 (97%)
A metán és a propán felhasználása
Metán: A metánt számos ipari kémiai folyamatban használják (fűtőanyagként, földgázként, cseppfolyósított földgázként), és hűtött folyadékként szállítják.
Propán: A propánt általában motorokban, kemencékben, hordozható kályhákban, oxigéngáz-égőlámpákban, vízmelegítőkben, ruhaszárítókban és házak fűtésére használják üzemanyagként. Ez a cseppfolyósított kőolajgázok egyike, mint például a bután, propilén és butilén.
Definíciók:
Exoterm reakció: Az exoterm reakció olyan kémiai reakció, amely fény vagy hő hatására energiát szabadít fel.
Szubsztitúciós reakciók: A szubsztitúciós reakció olyan kémiai reakció, amely során egy kémiai vegyületben egy funkciós csoportot kicserélnek, és egy másik funkciós csoportot helyettesítenek.
