Rozdiel medzi metánom a etánom

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

Kľúčový rozdiel – metán vs etán

Metán a etán sú najmenší členovia rodiny alkánov. Molekulové vzorce týchto dvoch organických zlúčenín sú CH₄ a C₂H_{6. kľúčový rozdiel medzi metánom a etánom je ich chemická štruktúra; molekulu etánu možno považovať za dve metylové skupiny spojené ako dimér metylových skupín. Ostatné chemické a fyzikálne rozdiely vznikajú najmä v dôsledku tohto štrukturálneho rozdielu.}

Čo je metán?

Metán je najmenší člen rodiny alkánov s chemickým vzorcom CH_{4(štyri atómy vodíka sú viazané na jeden atóm uhlíka). Považuje sa za hlavnú zložku zemného plynu. Metán je bezfarebný plyn bez zápachu a chuti; tiež známy ako karbán, močaristý plyn, zemný plyn, tetrahydrid uhličitý a karbid vodíka. Dá sa ľahko zapáliť a 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 etán?

Etán je bezfarebná plynná zlúčenina bez zápachu pri štandardnej teplote a tlaku. Jeho molekulový vzorec a molekulová hmotnosť sú C₂H₆ a 30,07 g·mol^{−1 v tomto poradí. Izoluje sa zo zemného plynu ako vedľajší produkt z procesu rafinácie ropy. Etán je veľmi dôležitý pri výrobe etylénu.}

Aký je rozdiel medzi metánom a etánom?

Charakteristika metánu a etánu

Štruktúra:

Metán: Molekulový vzorec metánu je CH_4, a je to príklad tetraedrickej molekuly so štyrmi ekvivalentnými väzbami C–H (sigma väzbami). Väzbový uhol medzi atómami H-C-H je 109,5^{0 a všetky väzby C-H sú ekvivalentné a rovná sa 108,70 pm.}

Etán: Molekulový vzorec etánu je C₂H_{6,a ide o nasýtený uhľovodík, pretože neobsahuje viacnásobné väzby.}

Chemické vlastnosti:

Metán:

Stabilita: Metán je chemicky veľmi stabilná molekula, ktorá nereaguje s KMnO₄, K₂Cr ₂O₇, H₂SO₄ alebo HNO _{3 za normálnych podmienok.}

Spaľovanie: V prítomnosti prebytočného vzduchu alebo kyslíka metán horí svetlomodrým nesvietivým plameňom, pričom vzniká oxid uhličitý a voda. Ide o vysoko exotermickú reakciu; preto sa používa ako vynikajúce palivo. V prítomnosti nedostatočného množstva vzduchu alebo kyslíka čiastočne horí na plynný oxid uhoľnatý (CO).

Substitučné reakcie: 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.” Reaguje s chlórom (Cl) a brómom (Br) v prítomnosti slnečného žiarenia.

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

Pyrolýza: Keď sa metán zahreje na približne 1300 K, rozloží sa na sadze a vodík.

Etán:

Reakcie: Etánový plyn (CH₃CH₃) reaguje s parami brómu v prítomnosti svetla za vzniku brómetánu (CH ₃CH_{2Br) a bromovodík (HBr). Je to substitučná reakcia; atóm vodíka v etáne je nahradený atómom brómu.}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

Spaľovanie: Úplné spaľovanie etánu produkuje 1559,7 kJ/mol (51,9 kJ/g) tepla, oxidu uhličitého a vody.

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

Môže sa vyskytnúť aj bez nadbytku kyslíka, pričom vzniká zmes amorfného uhlíka a oxidu uhoľnatého.

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 atď.}

Definície:

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

Použitie:

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

Etán: Etán sa používa ako palivo pre motory a ako chladivo pre extrémne nízkoteplotné systémy. Dodáva sa v oceľových fľašiach ako skvapalnený plyn pod vlastným tlakom pár.