Metaani ja propaani erinevus

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 13:37

Metaan vs propaan

Metaan ja propaan on alkaanide perekonna esimene ja kolmas liige. Nende molekulaarvalemid on vastav alt CH₄ ja C₃H_{8. Metaani ja propaani peamine erinevus on nende keemiline struktuur; Metaan sisaldab ainult ühte süsinikuaatomit ja nelja vesinikuaatomit, samas kui propaan sisaldab kolme süsinikuaatomit kaheksa vesinikuaatomiga. Nende keemilised ja füüsikalised omadused on selle erinevuse tõttu erinevad.}

Mis on metaan?

Metaan, tuntud ka kui karbaan, maagaas, rabagaas, süsiniktetrahüdriid või vesinikkarbiid, on alkaanide perekonna väikseim liige. Selle keemiline valem on CH_{4(neli vesinikuaatomit on seotud ühe süsinikuaatomiga). See on maagaasi peamine koostisosa. Metaan on värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas. Seda saab kergesti süttida, kuna selle aur on õhust kergem.}

Metaani leidub looduslikult maa all ja merepõhja all. Atmosfääri metaani peetakse kasvuhoonegaasiks. Metaan laguneb koos veega atmosfääris CH_3–.

Mis on propaan?

Propaan on Alkaanide perekonna kolmas liige. Selle molekulaarvalem on C₃H_6, ja molekulmass on 44,10 g·mol^{−1 See eksisteerib gaasina standardtemperatuuril ja -rõhul, kuid võib kokku suruda transporditavaks vedelikuks. Propaani looduslikult ei eksisteeri, kuid seda saadakse nafta rafineerimisel ja maagaasi töötlemise kõrvalsaadusena.}

Propaan on värvitu, lõhnatu, mittetoksiline ja tuleohtlik gaasiline aine ning lekete tuvastamiseks on lisatud kaubanduslikku lõhnaainet.

Mis vahe on metaani ja propaani vahel?

Metaani ja propaani omadused

Molekulaarstruktuur:

Metaan: metaani molekulvalem on CH_{4,ja see on näide tetraeedrilisest molekulist, millel on neli ekvivalentset C-H sidet (sigma side). Selle struktuur on toodud allpool.}

Propaan: etaani molekulaarvalem on C₃H_{8,ja selle struktuur on toodud allpool.}

Keemilised omadused:

Põlemine:

Metaan: metaan põleb kahvatusinise mittevalguva leegiga, tekitades liigse õhu või hapniku juuresolekul süsinikdioksiidi ja vett. See on väga eksotermiline reaktsioon; seega on see suurepärane kütus.

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

Ebapiisava õhu või hapniku juuresolekul põleb see osaliselt süsinikmonooksiidiks (CO).

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

Propaan: Propaan põleb samuti nagu teised alkaanid. See põleb liigse hapniku juuresolekul täielikult ära, tekitades vett ja süsinikdioksiidi.

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

Põlemisprotsessiks piisava hapniku puudumisel põleb see mittetäielikult süsinikmonooksiidiks ja/või tahmasüsinikuks.

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

VÕI

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + soojus}

Propaani põlemine on palju puhtam kui bensiini põlemine, kuid mitte nii puhas kui maagaasi põlemine.

Reaktsioonid:

Metaan: metaan näitab asendusreaktsioone halogeenidega. Nendes reaktsioonides asendatakse üks või mitu vesinikuaatomit võrdse arvu halogeeniaatomitega ja seda nimetatakse "halogeenimiseks". See reageerib päikesevalguse käes kloori (Cl) ja broomiga (Br).

Kui metaani ja auru segu lastakse läbi kuumutatud (1000 K) nikli, mis on kantud alumiiniumoksiidi pinnale, võib see toota vesinikku.

Propaan: Propaan näitab ka halogeenimisreaktsioone eritingimustes, tekitades eri proportsioonides erinevaid tooteid.

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%)}

Metaani ja propaani kasutusalad

Metaan: metaani kasutatakse paljudes tööstuslikes keemilistes protsessides (kütusena, maagaasina, veeldatud maagaasina) ja seda transporditakse jahutatud vedelikuna.

Propaan: propaani kasutatakse üldiselt kütusena mootorites, ahjudes, kaasaskantavates pliitides, hapnikugaasipõletites, veesoojendites, pesukuivatites ja majade kütmiseks. See on üks veeldatud naftagaasidest, nagu butaan, propüleen ja butüleen.

Definitsioonid:

Eksotermiline reaktsioon: eksotermiline reaktsioon on keemiline reaktsioon, mis vabastab energiat valguse või soojuse toimel.

Asendusreaktsioonid: asendusreaktsioon on keemiline reaktsioon, mis hõlmab ühe funktsionaalrühma väljatõrjumist keemilises ühendis ja selle asendamist teise funktsionaalrühmaga.