Metaani ja propaani ovat alkaaniperheen ensimmäiset ja kolmannet jäsenet. Heidän molekyylikaavat ovat CH4 ja C3H8 vastaavasti. 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 tästä erotuksesta.
Metaani, joka tunnetaan myös nimellä karbaani, maakaasu, suolakaasu, hiilitetrahydridi, tai vetykarbidi, on alkaaniperheen pienin jäsen. Sen kemiallinen kaava on CH4 (neljä vetyatomia on sitoutunut yhteen hiiliatomiin). Se on tärkeä maakaasun ainesosa. Metaani on väritön, hajuton ja mauton kaasu. Se voi helposti syttyä, koska sen höyry on kevyempi kuin ilma.
Metaania löytyy luonnostaan maan ja merenpohjan alla. Ilmakehän metaania pidetään kasvihuonekaasuna. Metaani hajoaa CH: ksi3- veden kanssa ilmakehässä.
Propaani on Alkane-perheen kolmas jäsen. Sen molekyylikaava on C3H6, ja molekyylimassa on 44,10 g · mol-1. Se esiintyy kaasuna normaalissa lämpötilassa ja paineessa, mutta se voi puristua kuljetettavaksi nesteeksi. Propaania ei ole luonnossa, mutta sitä saadaan öljynjalostuksesta ja maakaasun prosessoinnin sivutuotteena.
Propaani on väritön, hajuton, myrkytön ja syttyvä kaasumainen aine, ja vuotojen tunnistamiseen lisätään kaupallinen hajuaine..
Metaani: Metaanin molekyylikaava on CH4, ja se on esimerkki tetraedrisesta molekyylistä, jolla on neljä ekvivalenttia C-H-sidosta (sigma-sidokset). Sen rakenne on esitetty alla.
Propaani: Etaanin molekyylikaava on C3H8, ja sen rakenne on esitetty alla.
Metaani: Metaani palaa vaaleansinisellä ei-valaisevalla liekillä, joka tuottaa hiilidioksidia ja vettä ylimääräisen ilman tai hapen läsnä ollessa. Se on erittäin eksoterminen reaktio; siten se on erinomainen polttoaine.
CH4(g) +202 → CO2 + 2H2O + 890 kJ / mol
Se palaa osittain hiilimonoksidi (CO) -kaasuun ilman tai hapen puuttuessa.
2CH4(g) + 3O2 → 2CO + 2H2O + energia
Propaani: Propaani palaa myös samalla tavalla kuin muut alkaanit. Se palaa täysin, kun läsnä on ylimääräistä happea, mikä tuottaa vettä ja hiilidioksidia.
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O + 2220 kJ / mol
Jos polttoprosessia varten ei ole riittävästi happea, se palaa epätäydellisesti hiilimonoksidiksi ja / tai nokihiileksi.
2 C3H8 + 9O2 → 4CO2 + 2CO + 8H2O + lämpö
TAI
C3H8 + 9O2 → 3C + 4H2O + lämpö
Propaanin palaminen on paljon puhtaampaa kuin bensiinin palaminen, mutta ei niin puhdas kuin maakaasun.
Metaani: Metaani osoittaa substituutioreaktioita halogeenien kanssa. Näissä reaktioissa yksi tai useampi vetyatomi korvataan yhtä suurella määrällä halogeeniatomeja ja sitä kutsutaan “halogenointi.”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 erityisissä olosuhteissa, jolloin saadaan erilaisia tuotteita eri suhteissa.
CH3-CH2-CH3 + cl2 → CH3-CH2-CH2Cl (45%) + CH3-CHCI-CH3 (55%)
CH3-CH2-CH3 + br2 → CH3-CH2-CH2Br (3%) + CH3-CHBr-CH3 (97%)
Metaani: Metaania käytetään monissa teollisissa kemiallisissa prosesseissa (polttoaineena, maakaasuna, nesteytetynä maakaasuna) ja sitä kuljetetaan jäähdytettynä nesteenä.
Propaani: Propaania käytetään yleensä polttoaineena moottoreissa, uuneissa, kannettavissa uuneissa, happea sisältävissä polttimissa, vedenlämmittimissä, pyykinkuivaimissa ja talojen lämmitykseen. 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, johon sisältyy yhden funktionaalisen ryhmän korvaaminen kemiallisessa yhdisteessä ja korvattu toisella funktionaalisella ryhmällä.
Viitteet: "Propaanin reaktio hapen kanssa!" THECOLT84 “Alkenesin reaktiot” Michiganin osavaltion yliopiston kuva: Kohteliaisuus: “Propaani” kirjoittanut Holger87 - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia “Metaani” (Public Domain) kautta Commons Wikimedia