Разлика между метан и пропан

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 13:30

Метан срещу пропан

Метанът и пропанът са първият и третият член на семейството на алканите. Техните молекулни формули са съответно CH₄ и C₃H_{8. Ключовата разлика между метан и пропан е тяхната химическа структура; Метанът съдържа само един въглероден атом и четири водородни атома, докато пропанът съдържа три въглеродни атома с осем водородни атома. Техните химични и физични свойства варират поради тази разлика.}

Какво е метан?

Метанът, известен още като карбан, природен газ, блатен газ, въглероден тетрахидрид или водороден карбид, е най-малкият член на семейството на алканите. Химичната му формула е CH_{4(четири водородни атома са свързани с един въглероден атом). Той е основна съставна част на природния газ. Метанът е газ без цвят, мирис и вкус. Лесно се запалва, тъй като парите му са по-леки от въздуха.}

Метанът може да се намери естествено под земята и под морското дъно. Атмосферният метан се счита за парников газ. Метанът се разпада на CH_{3– с вода в атмосферата.}

Какво е пропан?

Пропанът е третият член на семейството на алканите. Молекулната му формула е C₃H_6, и молекулната маса е равна на 44,10 g·mol^{−1 Съществува като газ при стандартна температура и налягане, но може да се компресира в транспортируема течност. Пропанът не съществува естествено, но се получава от процеса на рафиниране на петрол и като страничен продукт от преработката на природен газ.}

Пропанът е безцветно, без мирис, нетоксично и запалимо газообразно вещество и се добавя търговски одорант за идентифициране на течове.

Каква е разликата между метан и пропан?

Характеристики на метан и пропан

Молекулярна структура:

Метан: Молекулната формула на метана е CH_{4,и е пример за тетраедрична молекула с четири еквивалентни C–H връзки (сигма връзки). Структурата му е дадена по-долу.}

Пропан: Молекулната формула на етана е C₃H_{8,и неговата структура е дадена по-долу.}

Химични свойства:

Изгаряне:

Метан: Метанът гори с бледосин несветещ пламък, произвеждайки въглероден диоксид и вода в присъствието на излишен въздух или кислород. Това е силно екзотермична реакция; следователно е отлично гориво.

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

Изгаря частично до газ въглероден окис (CO) в присъствието на недостатъчно въздух или кислород.

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

Пропан: Пропанът също гори по подобен начин като другите алкани. Изгаря напълно в присъствието на излишък на кислород, произвеждайки вода и въглероден диоксид.

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

При липса на достатъчно кислород за горивния процес, той не изгаря до въглероден оксид и/или въглеродни сажди.

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

ИЛИ

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + топлина}

Изгарянето на пропан е много по-чисто от изгарянето на бензин, но не толкова чисто като това на природния газ.

Реакции:

Метан: Метанът показва реакции на заместване с халогени. При тези реакции един или повече водородни атоми се заместват с равен брой халогенни атоми и това се нарича „халогениране“. Реагира с хлор (Cl) и бром (Br) в присъствието на слънчева светлина.

Когато смес от метан и пара преминава през нагрят (1000 K) никел, поддържан върху повърхност от алуминиев оксид, тя може да произведе водород.

Пропан: Пропанът също показва реакции на халогениране при специални условия, произвеждайки различни продукти в различни пропорции.

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%)}

Използване на метан и пропан

Метан: Метанът се използва в много индустриални химически процеси (като гориво, природен газ, втечнен природен газ) и се транспортира като охладена течност.

Пропан: Пропанът обикновено се използва като гориво в двигатели, пещи, преносими печки, горелки с кислороден газ, бойлери, сушилни за пране и за отопление в къщи. Той е един от втечнените нефтени газове като бутан, пропилен и бутилен.

Дефиниции:

Екзотермична реакция: Екзотермичната реакция е химическа реакция, която освобождава енергия чрез светлина или топлина.

Реакции на заместване: Реакцията на заместване е химическа реакция, която включва изместването на една функционална група в химично съединение и нейното заместване с друга функционална група.