Разница между метаном и пропаном

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-17 13:48

Метан против пропана

Метан и пропан являются первым и третьим членами семейства алканов. Их молекулярные формулы: CH₄ и C₃H_{8 соответственно. Основное различие между метаном и пропаном заключается в их химической структуре; Метан содержит только один атом углерода и четыре атома водорода, тогда как пропан содержит три атома углерода с восемью атомами водорода. Из-за этой разницы их химические и физические свойства различаются.}

Что такое метан?

Метан, также известный как карбан, природный газ, болотный газ, тетрагидрид углерода или карбид водорода, является наименьшим представителем семейства алканов. Его химическая формула CH_{4(четыре атома водорода связаны с одним атомом углерода). Это основная составляющая природного газа. Метан - бесцветный газ без запаха и вкуса. Его легко воспламенить, так как его пары легче воздуха.}

Метан можно найти естественным образом под землей и под морским дном. Атмосферный метан считается парниковым газом. Метан распадается на CH_{3– с водой в атмосфере.}

Что такое пропан?

Пропан является третьим членом семейства алканов. Его молекулярная формула C₃H_6, , а молекулярная масса равна 44,10 г·моль^{−1. Он существует в виде газа при стандартной температуре и давлении, но может сжиматься в транспортабельную жидкость. Пропан не существует в природе, но его получают в процессе переработки нефти и как побочный продукт переработки природного газа.}

Пропан представляет собой бесцветное, не имеющее запаха, нетоксичное и легковоспламеняющееся газообразное вещество, в которое для выявления утечек добавляется коммерческий одорант.

В чем разница между метаном и пропаном?

Характеристики метана и пропана

Молекулярная структура:

Метан: Молекулярная формула метана – CH_{4,, и это пример тетраэдрической молекулы с четырьмя эквивалентными связями C–H (сигма-связи). Его структура приведена ниже.}

Пропан: Молекулярная формула этана C₃H_{8,и его структура приведена ниже.}

Химические свойства:

Горение:

Метан: Метан горит бледно-голубым несветящимся пламенем с образованием углекислого газа и воды в присутствии избытка воздуха или кислорода. Это сильно экзотермическая реакция; таким образом, это отличное топливо.

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

Он частично сгорает с образованием угарного газа (CO) в присутствии недостаточного количества воздуха или кислорода.

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

Пропан: Пропан также горит так же, как и другие алканы. Он полностью сгорает в присутствии избытка кислорода с образованием воды и углекислого газа.

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂+ 4H_{2O + 2220 кДж/моль}

При отсутствии достаточного количества кислорода для процесса горения он не полностью сгорает в угарный газ и/или сажевый углерод.

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

ИЛИ

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + тепло}

Сжигание пропана намного чище, чем сжигание бензина, но не так чисто, как сжигание природного газа.

Реакции:

Метан: Метан проявляет реакции замещения с галогенами. В этих реакциях один или несколько атомов водорода заменяются равным количеством атомов галогена, и это называется «галогенированием». Реагирует с хлором (Cl) и бромом (Br) в присутствии солнечного света.

При пропускании смеси метана и пара через нагретый (1000 К) никель, нанесенный на поверхность оксида алюминия, может образоваться водород.

Пропан: Пропан также вступает в реакции галогенирования в особых условиях с образованием различных продуктов в различных пропорциях.

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%)}

Использование метана и пропана

Метан: Метан используется во многих промышленных химических процессах (в качестве топлива, природного газа, сжиженного природного газа) и транспортируется в виде охлажденной жидкости.

Пропан: Пропан обычно используется в качестве топлива в двигателях, печах, переносных плитах, газовых горелках, водонагревателях, сушилках для белья и для отопления домов. Это один из сжиженных нефтяных газов, таких как бутан, пропилен и бутилен.

Определения:

Экзотермическая реакция: Экзотермическая реакция – это химическая реакция, при которой выделяется энергия света или тепла.

Реакции замещения: Реакция замещения - это химическая реакция, которая включает замещение одной функциональной группы в химическом соединении и замену ее другой функциональной группой.