Rozdiel medzi metánom a propánom

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 13:49

Metán vs propán

Metán a propán sú prvým a tretím členom rodiny alkánov. Ich molekulárne vzorce sú CH₄ a C₃H_{8. Kľúčový rozdiel medzi metánom a propánom je ich chemická štruktúra; Metán obsahuje iba jeden atóm uhlíka a štyri atómy vodíka, zatiaľ čo propán obsahuje tri atómy uhlíka s ôsmimi atómami vodíka. Ich chemické a fyzikálne vlastnosti sa v dôsledku tohto rozdielu líšia.}

Čo je metán?

Metán, tiež známy ako karbán, zemný plyn, močiarny plyn, tetrahydridovaný oxid uhličitý alebo karbid vodíka, je najmenším členom rodiny alkánov. Jeho chemický vzorec je CH_{4(štyri atómy vodíka sú viazané na jeden atóm uhlíka). Je hlavnou zložkou zemného plynu. Metán je bezfarebný plyn bez chuti a zápachu. Môže sa ľahko zapáliť, pretože jeho para je ľahšia ako vzduch.}

Metán sa prirodzene nachádza pod zemou a pod morským dnom. Atmosférický metán sa považuje za skleníkový plyn. Metán sa s vodou v atmosfére rozkladá na CH_3–.

Čo je propán?

Propán je tretím členom rodiny alkánov. Jeho molekulový vzorec je C₃H_6, a molekulová hmotnosť sa rovná 44,10 g·mol^{−1 Existuje ako plyn pri štandardnej teplote a tlaku, ale môže sa stlačiť do prenosnej kvapaliny. Propán neexistuje prirodzene, ale získava sa z procesu rafinácie ropy a ako vedľajší produkt pri spracovaní zemného plynu.}

Propán je bezfarebná, netoxická a horľavá plynná látka bez zápachu a na identifikáciu únikov sa pridáva komerčný odorant.

Aký je rozdiel medzi metánom a propánom?

Charakteristiky metánu a propánu

Molekulárna štruktúra:

Metán: Molekulový vzorec metánu je CH_{4,a je to príklad tetraedrickej molekuly so štyrmi ekvivalentnými väzbami C–H (sigma väzbami). Jeho štruktúra je uvedená nižšie.}

Propán: Molekulový vzorec etánu je C₃H_{8,a jeho štruktúra je uvedená nižšie.}

Chemické vlastnosti:

Spaľovanie:

Metán: Metán horí svetlomodrým nesvietivým plameňom, pričom v prítomnosti prebytočného vzduchu alebo kyslíka vytvára oxid uhličitý a vodu. Ide o vysoko exotermickú reakciu; preto je to vynikajúce palivo.

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

Pri nedostatku vzduchu alebo kyslíka čiastočne horí na oxid uhoľnatý (CO).

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

Propán: Propán tiež horí podobným spôsobom ako ostatné alkány. Úplne horí v prítomnosti prebytočného kyslíka a vytvára vodu a oxid uhličitý.

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

Pri nedostatku dostatočného množstva kyslíka pre proces spaľovania sa neúplne spáli na oxid uhoľnatý a/alebo sadze.

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

OR

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + teplo}

Spaľovanie propánu je oveľa čistejšie ako spaľovanie benzínu, ale nie také čisté ako spaľovanie zemného plynu.

Reakcie:

Metán: Metán vykazuje substitučné reakcie s halogénmi. Pri týchto reakciách je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených rovnakým počtom atómov halogénu a nazýva sa to „halogenácia“. V prítomnosti slnečného žiarenia reaguje s chlórom (Cl) a brómom (Br).

Keď zmes metánu a pary prechádza cez zahriaty (1000 K) nikel nanesený na povrchu oxidu hlinitého, môže produkovať vodík.

Propán: Propán tiež vykazuje halogenačné reakcie za špeciálnych podmienok za vzniku rôznych produktov v rôznych pomeroch.

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%)}

Použitie metánu a propánu

Metán: Metán sa používa v mnohých priemyselných chemických procesoch (ako palivo, zemný plyn, skvapalnený zemný plyn) a prepravuje sa ako chladená kvapalina.

Propán: Propán sa všeobecne používa ako palivo v motoroch, peciach, prenosných sporákoch, kyslíkovo-plynových horákoch, ohrievačoch vody, sušičkách bielizne a na vykurovanie v domácnostiach. Je to jeden zo skvapalnených ropných plynov, ako je bután, propylén a butylén.

Definície:

Exotermická reakcia: Exotermická reakcia je chemická reakcia, pri ktorej sa uvoľňuje energia svetlom alebo teplom.

Substitučné reakcie: Substitučná reakcia je chemická reakcia, pri ktorej dochádza k vytesneniu jednej funkčnej skupiny v chemickej zlúčenine a jej nahradeniu inou funkčnou skupinou.