Metaanin ja etaanin välinen ero

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

Avainero – metaani vs etaani

Metaani ja etaani ovat alkaaniperheen pienimmät jäsenet. Näiden kahden orgaanisen yhdisteen molekyylikaavat ovat CH₄ ja C₂H_{6, vastaavasti. avainero metaanin ja etaanin välillä on niiden kemiallinen rakenne; etaanimolekyyliä voidaan pitää kahdena metyyliryhmänä, jotka ovat liittyneet metyyliryhmien dimeerinä. Muut kemialliset ja fysikaaliset erot johtuvat pääasiassa tästä rakenteellisesta erosta.}

Mitä metaani on?

Metaani on alkaaniperheen pienin jäsen, jonka kemiallinen kaava on CH_{4(neljä vetyatomia on sitoutunut yhteen hiiliatomiin). Sitä pidetään maakaasun pääkomponenttina. Metaani on väritön, hajuton ja mauton kaasu; tunnetaan myös nimellä karbaani, suokaasu, maakaasu, hiilitetrahydridi ja vetykarbidi. Se syttyy helposti, ja 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 Ethane?

Etaani on väritön, hajuton kaasumainen yhdiste vakiolämpötilassa ja -paineessa. Sen molekyylikaava ja molekyylipaino ovat C₂H₆ ja 30,07 g·mol^{−1. Se on eristetty maakaasusta öljynjalostusprosessin sivutuotteena. Etaani on erittäin tärkeä eteenin tuotannossa.}

Mitä eroa on metaanilla ja etaanilla?

Metaanin ja etaanin ominaisuudet

Rakenne:

Metaani: Metaanin molekyylikaava on CH_4, ja se on esimerkki tetraedrisestä molekyylistä, jossa on neljä ekvivalenttia C-H-sidosta (sigmasidoksia). H-C-H-atomien välinen sidoskulma on 109,5^{0 ja kaikki C-H-sidokset ovat ekvivalentteja, ja se on 108,70 pm.}

Etaani: Etaanin molekyylikaava on C₂H_{6,ja se on tyydyttynyt hiilivety, koska se ei sisällä useita sidoksia.}

Kemialliset ominaisuudet:

Metaani:

Stabiliteetti: Metaani on kemiallisesti erittäin vakaa molekyyli, joka ei reagoi KMnO₄, K₂Cr _{kanssa 2}O₇, H₂SO₄ tai HNO _{3 normaaleissa olosuhteissa.}

Palaminen: Ylimääräisen ilman tai hapen läsnä ollessa metaani palaa vaaleansinisellä ei-valaisevalla liekillä, jolloin muodostuu hiilidioksidia ja vettä. Se on erittäin eksoterminen reaktio; siksi sitä käytetään erinomaisena polttoaineena. Riittämättömän ilman tai hapen läsnä ollessa se palaa osittain hiilimonoksidikaasuksi (CO).

Substituutioreaktiot: Metaani osoittaa substituutioreaktiot halogeenien kanssa. Näissä reaktioissa yksi tai useampi vetyatomi korvataan yhtä suurella määrällä halogeeniatomeja ja sitä kutsutaan "halogenoimiseksi".” Se reagoi kloorin (Cl) ja bromin (Br) kanssa auringonvalon vaikutuksesta.

Reaktio höyryn kanssa: Kun metaanin ja höyryn seos johdetaan lämmitetyn (1000 K) nikkelin läpi alumiinioksidin pinnalla, se voi tuottaa vetyä.

Pyrolyysi: Kun metaani kuumennetaan noin 1300 K:n lämpötilaan, se hajoaa hiilimustiksi ja vedyksi.

Etaani:

Reaktiot: Etaanikaasu (CH₃CH₃) reagoi bromihöyryn kanssa valon läsnä ollessa muodostaen bromietaania, (CH) ₃CH_{2Br) ja bromivety (HBr). Se on substituutioreaktio; vetyatomi etaanissa on substituoitu bromiatomilla.}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

Palaminen: Etaanin täydellinen palaminen tuottaa 1559,7 kJ/mol (51,9 kJ/g) lämpöä, hiilidioksidia ja vettä.

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

Se voi tapahtua myös ilman ylimääräistä happea, jolloin muodostuu amorfisen hiilen ja hiilimonoksidin seos.

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

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

2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H_{2O + energia jne.}

Määritelmät:

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

Käyttö:

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

Etaani: Etaania käytetään moottoreiden polttoaineena ja kylmäaineena erittäin alhaisissa lämpötiloissa. Se toimitetaan terässylintereissä nesteytettynä kaasuna omalla höyrypaineella.