متان در مقابل پروپان
متان و پروپان اولین و سومین اعضای خانواده آلکان هستند. فرمول مولکولی آنها به ترتیب CH4 و C3H8 است. تفاوت اصلی بین متان و پروپان ساختار شیمیایی آنها است. متان فقط دارای یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن است در حالی که پروپان حاوی سه اتم کربن با هشت اتم هیدروژن است. خواص شیمیایی و فیزیکی آنها به دلیل این تفاوت متفاوت است.
متان چیست؟
متان که با نام‌های کربن، گاز طبیعی، گاز مرداب، تتراهیدرید کربن یا کاربید هیدروژن نیز شناخته می‌شود، کوچکترین عضو خانواده آلکان است.فرمول شیمیایی آن CH4است (چهار اتم هیدروژن به یک اتم کربن پیوند دارند). یکی از اجزای اصلی گاز طبیعی است. متان گازی بی رنگ، بی بو و بی مزه است. می توان آن را به راحتی مشتعل کرد زیرا بخار آن از هوا سبک تر است.
متان را می توان به طور طبیعی در زیر زمین و زیر کف دریا یافت. متان اتمسفر یک گاز گلخانه ای محسوب می شود. متان با آب موجود در جو به CH3 تجزیه می شود.
پروپان چیست؟
پروپان سومین عضو از خانواده آلکان است. فرمول مولکولی آن C3H6، است و جرم مولکولی برابر با 44.10 g·mol-1 است. این به عنوان یک گاز در دما و فشار استاندارد وجود دارد، اما می تواند به یک مایع قابل حمل فشرده شود. پروپان به طور طبیعی وجود ندارد، اما از فرآیند پالایش نفت و به عنوان یک محصول جانبی فرآوری گاز طبیعی به دست می آید.
پروپان یک ماده گازی بی رنگ، بی بو، غیر سمی و قابل اشتعال است و یک خوشبو کننده تجاری برای شناسایی نشتی ها اضافه می شود.
تفاوت بین متان و پروپان چیست؟
ویژگی های متان و پروپان
ساختار مولکولی:
متان: فرمول مولکولی متان CH4،است و نمونه ای از یک مولکول چهار وجهی با چهار پیوند C-H معادل (پیوند سیگما) است. ساختار آن در زیر آورده شده است.
پروپان: فرمول مولکولی اتان C3H8،است و ساختار آن در زیر آمده است.
خواص شیمیایی:
احتراق:
متان: متان با یک شعله غیر درخشان آبی کم رنگ می سوزد و در مجاورت هوا یا اکسیژن اضافی تولید دی اکسید کربن و آب می کند. این یک واکنش بسیار گرمازا است. بنابراین، این یک سوخت عالی است.
CH4(g) + 2O2 → CO2 + 2H 2O + 890 kJ/mol
در حضور هوا یا اکسیژن ناکافی تا حدی به گاز مونوکسید کربن (CO) می سوزد.
2CH4(g) + 3O2 → 2CO + 2H2O + انرژی
پروپان: پروپان نیز مانند سایر آلکان ها می سوزد. در حضور آب و دی اکسید کربن تولید کننده اکسیژن اضافی کاملا می سوزد.
C3H8 + 5O2 → 3CO2+ 4H2O + 2220 کیلوژول/مول
در صورت عدم وجود اکسیژن کافی برای فرآیند احتراق، به طور ناقص به مونوکسید کربن و/یا کربن دوده می سوزد.
2 C3H8 + 9O2 → 4CO2 + 2CO + 8H2O + گرما
OR
C3H8 + 9O2 → 3C + 4H2O + گرما
احتراق پروپان بسیار تمیزتر از احتراق بنزین است، اما به تمیزی گاز طبیعی نیست.
واکنش ها:
متان: متان واکنش های جایگزینی را با هالوژن نشان می دهد. در این واکنش ها، یک یا چند اتم هیدروژن با تعداد مساوی اتم هالوژن جایگزین می شوند و به آن هالوژناسیون می گویند. در حضور نور خورشید با کلر (Cl) و برم (Br) واکنش می دهد.
وقتی مخلوطی از متان و بخار از طریق نیکل گرم شده (1000 K) که روی سطح آلومینا قرار دارد عبور داده می شود، می تواند هیدروژن تولید کند.
پروپان: پروپان همچنین واکنش های هالوژناسیون را در شرایط خاص نشان می دهد و محصولات مختلفی را در نسبت های مختلف تولید می کند.
CH3-CH2-CH3 + Cl 2 → CH3-CH2-CH2Cl (45%) + CH3-CHCl-CH3 (55%)
CH3-CH2-CH3 + Br 2 → CH3-CH2-CH2Br (3%) + CH3-CHBr-CH3 (97%)
استفاده از متان و پروپان
متان: متان در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی صنعتی (به عنوان سوخت، گاز طبیعی، گاز طبیعی مایع) استفاده می شود و به عنوان یک سیال در یخچال حمل می شود.
پروپان: پروپان عموماً به عنوان سوخت در موتورها، کوره‌ها، اجاق‌های قابل حمل، مشعل‌های اکسی گاز، آبگرمکن‌ها، خشک‌کن‌های لباس‌شویی و برای گرم کردن خانه‌ها استفاده می‌شود. این یکی از گازهای نفتی مایع مانند بوتان، پروپیلن و بوتیلن است.
تعریف:
واکنش گرمازا: واکنش گرمازا یک واکنش شیمیایی است که توسط نور یا گرما انرژی آزاد می کند.
واکنش‌های جانشینی: واکنش جانشینی یک واکنش شیمیایی است که شامل جابجایی یک گروه عاملی در یک ترکیب شیمیایی و جایگزینی آن با گروه عاملی دیگر است.
