Metaani ja etaani erinevus

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

Peamine erinevus – metaan vs etaan

Metaan ja etaan on alkaanide perekonna väikseimad liikmed. Nende kahe orgaanilise ühendi molekulaarvalemid on vastav alt CH₄ ja C₂H_{6. Metaani ja etaani peamine erinevus on nende keemiline struktuur; etaani molekuli võib pidada kaheks metüülrühmaks, mis on ühendatud metüülrühmade dimeerina. Muud keemilised ja füüsikalised erinevused tulenevad peamiselt sellest struktuursest erinevusest.}

Mis on metaan?

Metaan on alkaanide perekonna väikseim liige keemilise valemiga CH_{4(neli vesinikuaatomit on seotud ühe süsinikuaatomiga). Seda peetakse maagaasi peamiseks komponendiks. Metaan on värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas; tuntud ka kui karbaan, rabagaas, maagaas, süsiniktetrahüdriid ja vesinikkarbiid. Seda saab kergesti süttida ja 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 Ethane?

Etaan on standardtemperatuuril ja -rõhul värvitu lõhnatu gaasiline ühend. Selle molekulaarvalem ja molekulmass on vastav alt C₂H₆ ja 30,07 g·mol^{−1. See eraldatakse maagaasist nafta rafineerimise kõrvalsaadusena. Etaan on etüleeni tootmisel väga oluline.}

Mis vahe on metaani ja etaani vahel?

Metaani ja etaani omadused

Struktuur:

Metaan: metaani molekulvalem on CH_4, ja see on näide tetraeedrilisest molekulist, millel on neli ekvivalentset C-H sidet (sigma side). Sidenurk H-C-H aatomite vahel on 109,5^{0 ja kõik C-H sidemed on samaväärsed ning see on võrdne 108,70 pm.}

Etaan: etaani molekulvalem on C₂H_{6,ja see on küllastunud süsivesinik, kuna see ei sisalda mitut sidet.}

Keemilised omadused:

Metaan:

Stabiilsus: metaan on keemiliselt väga stabiilne molekul, mis ei reageeri KMnO₄, K₂Cr ₂O₇, H₂SO₄ või HNO _{3 tavatingimustes.}

Põlemine: liigse õhu või hapniku juuresolekul põleb metaan kahvatusinise mittevalguva leegiga, tekitades süsinikdioksiidi ja vett. See on väga eksotermiline reaktsioon; seetõttu kasutatakse seda suurepärase kütusena. Ebapiisava õhu või hapniku juuresolekul põleb see osaliselt süsinikmonooksiidi (CO) gaasiks.

Asendusreaktsioonid: 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).

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

Pürolüüs: kui metaani kuumutatakse umbes 1300 K-ni, laguneb see tahmaks ja vesinikuks.

Etaan:

Reaktsioonid: Gaasiline etaan (CH₃CH₃) reageerib valguse juuresolekul broomiauruga, moodustades bromoetaani (CH). ₃CH_{2Br) ja vesinikbromiid (HBr). See on asendusreaktsioon; vesinikuaatom etaanis on asendatud broomiaatomiga.}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

Põlemine: etaani täielikul põlemisel tekib 1559,7 kJ/mol (51,9 kJ/g) soojust, süsinikdioksiidi ja vett.

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

See võib toimuda ka ilma liigse hapnikuta, tekitades amorfse süsiniku ja süsinikmonooksiidi segu.

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}

Definitsioonid:

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

Kasutused:

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

Etaan: etaani kasutatakse mootorite kütusena ja külmutusagensina äärmiselt madala temperatuuriga süsteemis. Seda tarnitakse terassilindrites veeldatud gaasina oma aururõhu all.