Metaanin ja propaanin välinen ero

2024 Kirjoittaja: Alex Aldridge | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 13:38

Metaani vs propaani

Metaani ja propaani ovat alkaaniperheen ensimmäinen ja kolmas jäsen. Niiden molekyylikaavat ovat CH₄ ja C₃H_{8. avainero metaanin ja propaanin välillä on niiden kemiallinen rakenne; Metaani sisältää vain yhden hiiliatomin ja neljä vetyatomia, kun taas propaani sisältää kolme hiiliatomia, joissa on kahdeksan vetyatomia. Niiden kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet vaihtelevat tämän eron vuoksi.}

Mitä metaani on?

Metaani, joka tunnetaan myös nimellä karbaani, maakaasu, suokaasu, hiilitetrahydridi tai vetykarbidi, on alkaaniperheen pienin jäsen. Sen kemiallinen kaava on CH_{4(neljä vetyatomia on sitoutunut yhteen hiiliatomiin). Se on tärkeä maakaasun ainesosa. Metaani on väritön, hajuton ja mauton kaasu. Se voidaan sytyttää helposti, koska sen höyry on ilmaa kevyempää.}

Metaania löytyy luonnollisesti maan ja merenpohjan alta. Ilmakehän metaania pidetään kasvihuonekaasuna. Metaani hajoaa CH_{3– ilmakehän veden mukana.}

Mikä on propaani?

Propaani on Alkane-perheen kolmas jäsen. Sen molekyylikaava on C₃H_6, ja molekyylimassa on 44,10 g·mol^{−1 Se esiintyy kaasuna vakiolämpötilassa ja -paineessa, mutta se voi puristua kuljetettavaksi nesteeksi. Propaania ei esiinny luonnossa, mutta sitä saadaan öljynjalostusprosessista ja maakaasun käsittelyn sivutuotteena.}

Propaani on väritön, hajuton, myrkytön ja syttyvä kaasumainen aine, ja siihen on lisätty kaupallista hajustetta vuotojen tunnistamiseksi.

Mitä eroa on metaanilla ja propaanilla?

Metaanin ja propaanin ominaisuudet

Molekylaarinen rakenne:

Metaani: Metaanin molekyylikaava on CH_{4,ja se on esimerkki tetraedrisestä molekyylistä, jossa on neljä ekvivalenttia C-H-sidosta (sigmasidoksia). Sen rakenne on annettu alla.}

Propaani: Etaanin molekyylikaava on C₃H_{8,ja sen rakenne on annettu alla.}

Kemialliset ominaisuudet:

P alto:

Metaani: Metaani palaa vaaleansinisellä ei-valaisevalla liekillä, jolloin syntyy hiilidioksidia ja vettä ylimääräisen ilman tai hapen läsnä ollessa. Se on erittäin eksoterminen reaktio; joten se on erinomainen polttoaine.

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

Se palaa osittain hiilimonoksidikaasuksi (CO) riittämättömän ilman tai hapen läsnä ollessa.

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

Propaani: Propaani palaa myös samalla tavalla kuin muut alkaanit. Se palaa täysin ylimääräisen hapen läsnä ollessa ja tuottaa vettä ja hiilidioksidia.

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

Jos polttoprosessissa ei ole riittävästi happea, se palaa epätäydellisesti hiilimonoksidiksi ja/tai nokihiileksi.

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

TAI

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + lämpö}

Propaanin palaminen on paljon puhtaampaa kuin bensiinin palaminen, mutta ei niin puhdasta kuin maakaasun palaminen.

Reaktiot:

Metaani: Metaani näyttää substituutioreaktiot halogeeneilla. Näissä reaktioissa yksi tai useampi vetyatomi korvataan yhtä suurella määrällä halogeeniatomeja ja sitä kutsutaan "halogenoimiseksi". Se reagoi kloorin (Cl) ja bromin (Br) kanssa auringonvalossa.

Kun metaanin ja höyryn seos johdetaan alumiinioksidin pinnalle tuetun kuumennetun (1000 K) nikkelin läpi, se voi tuottaa vetyä.

Propaani: Propaani osoittaa myös halogenointireaktioita erityisolosuhteissa, jolloin syntyy erilaisia tuotteita eri suhteissa.

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 %)}

Metaanin ja propaanin käyttö

Metaani: Metaania käytetään monissa teollisuuskemiallisissa prosesseissa (polttoaineena, maakaasuna, nesteytettynä maakaasuna) ja sitä kuljetetaan jäähdytettynä nesteenä.

Propaani: Propaania käytetään yleensä polttoaineena moottoreissa, uuneissa, kannettavissa uuneissa, happikaasupolttimissa, vedenlämmittimissä, pyykinkuivainten ja talojen lämmityksessä. Se on yksi nesteytetyistä öljykaasuista, kuten butaani, propeeni ja butyleeni.

Määritelmät:

Eksoterminen reaktio: Eksoterminen reaktio on kemiallinen reaktio, joka vapauttaa energiaa valon tai lämmön vaikutuksesta.

Substituutioreaktiot: Substituutioreaktio on kemiallinen reaktio, jossa yksi funktionaalinen ryhmä syrjäytetään kemiallisessa yhdisteessä ja korvataan toisella funktionaalisella ryhmällä.