Różnica między metanem a propanem

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 13:47

Metan kontra propan

Metan i propan to pierwszy i trzeci członek rodziny alkanów. Ich wzory cząsteczkowe to odpowiednio CH₄ i C₃H_{8. Kluczową różnicą między metanem a propanem jest ich budowa chemiczna; Metan zawiera tylko jeden atom węgla i cztery atomy wodoru, podczas gdy propan zawiera trzy atomy węgla i osiem atomów wodoru. Ich właściwości chemiczne i fizyczne różnią się ze względu na tę różnicę.}

Co to jest metan?

Metan, znany również jako karban, gaz ziemny, gaz bagienny, czterowodorek węgla lub węglik wodoru, jest najmniejszym członkiem rodziny alkanów. Jego wzór chemiczny to CH_{4 (cztery atomy wodoru są związane z jednym atomem węgla). Jest głównym składnikiem gazu ziemnego. Metan jest gazem bezbarwnym, bezwonnym i bez smaku. Można go łatwo zapalić, ponieważ jego para jest lżejsza od powietrza.}

Metan można znaleźć naturalnie pod ziemią i pod dnem morskim. Metan atmosferyczny jest uważany za gaz cieplarniany. Metan rozkłada się na CH_{3– z wodą w atmosferze.}

Co to jest propan?

Propan to trzeci członek rodziny Alkane. Jego wzór cząsteczkowy to C₃H_6, , a masa cząsteczkowa wynosi 44,10 g·mol^{−1 Istnieje jako gaz w standardowej temperaturze i ciśnieniu, ale może skompresować się do postaci płynnej, którą można transportować. Propan nie występuje naturalnie, ale jest otrzymywany w procesie rafinacji ropy naftowej oraz jako produkt uboczny przetwarzania gazu ziemnego.}

Propan jest bezbarwną, bezwonną, nietoksyczną i palną substancją gazową, do której dodaje się komercyjny środek zapachowy w celu identyfikacji wycieków.

Jaka jest różnica między metanem a propanem?

Charakterystyka metanu i propanu

Struktura molekularna:

Metan: Wzór cząsteczkowy metanu to CH_{4,i jest to przykład czworościennej cząsteczki z czterema równoważnymi wiązaniami C–H (wiązania sigma). Jego struktura jest podana poniżej.}

Propan: Wzór cząsteczkowy etanu to C₃H_{8,a jego struktura jest podana poniżej.}

Właściwości chemiczne:

Spalanie:

Metan: Metan pali się jasnoniebieskim, nie świecącym płomieniem, wytwarzając dwutlenek węgla i wodę w obecności nadmiaru powietrza lub tlenu. Jest to reakcja silnie egzotermiczna; dlatego jest doskonałym paliwem.

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

Częściowo spala się w gazowy tlenek węgla (CO) w obecności niewystarczającej ilości powietrza lub tlenu.

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

Propan: Propan również spala się w podobny sposób jak inne alkany. Spala się całkowicie w obecności nadmiaru tlenu, wytwarzając wodę i dwutlenek węgla.

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

W przypadku braku wystarczającej ilości tlenu do procesu spalania, niecałkowicie spala się tlenek węgla i/lub węgiel sadzy.

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

LUB

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + ciepło}

Spalanie propanu jest znacznie czystsze niż spalanie benzyny, ale nie tak czyste jak spalanie gazu ziemnego.

Reakcje:

Metan: Metan wykazuje reakcje podstawienia z halogenami. W tych reakcjach jeden lub więcej atomów wodoru jest zastępowanych przez równą liczbę atomów halogenu i nazywa się to „halogenowaniem”. Reaguje z chlorem (Cl) i bromem (Br) w obecności światła słonecznego.

Gdy mieszanina metanu i pary przechodzi przez ogrzany (1000 K) nikiel osadzony na powierzchni tlenku glinu, może wytworzyć wodór.

Propan: Propan wykazuje również reakcje halogenowania w specjalnych warunkach, wytwarzając różne produkty w różnych proporcjach.

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%)}

Zastosowanie metanu i propanu

Metan: Metan jest używany w wielu przemysłowych procesach chemicznych (jako paliwo, gaz ziemny, skroplony gaz ziemny) i jest transportowany jako płyn schłodzony.

Propan: Propan jest powszechnie używany jako paliwo w silnikach, piecach, piecach przenośnych, palnikach tlenowo-gazowych, podgrzewaczach wody, suszarkach do prania i do ogrzewania domów. Jest to jeden z skroplonych gazów ropopochodnych, takich jak butan, propylen i butylen.

Definicje:

Reakcja egzotermiczna: Reakcja egzotermiczna to reakcja chemiczna, która uwalnia energię przez światło lub ciepło.

Reakcje substytucji: Reakcja substytucji to reakcja chemiczna polegająca na zastąpieniu jednej grupy funkcyjnej w związku chemicznym i zastąpieniu jej inną grupą funkcyjną.