- Kémiai szerkezet
- Etán szintézise
- Tulajdonságok
- Etán oldhatóság
- Etán kristályosítás
- Etán égés
- Etán a légkörben és az égitestekben
- Alkalmazások
- Etilén előállítás
- Alapvető kémiai képződés
- hűtő
- Az etán veszélyei
- Irodalom
Az etán egy egyszerű szénhidrogén-C általános képletű 2 H 6 egy jellegét színtelen, szagtalan gáz, amelynek egy rendkívül értékes és diverzifikált a szintézisében alkalmazott etilén. Ezenkívül ez a földi gázok egyike, amelyet más Naprendszer körül bolygókban és csillagtestekben is észleltek. 1834-ben fedezte fel Michael Faraday tudós.
A szén- és hidrogénatomok (szénhidrogének néven ismert) szerves vegyületek közül sokan vannak környezeti hőmérsékleten és nyomáson gáznemű állapotban lévő vegyületek, amelyeket sok iparágban széles körben használnak.
Ezek általában a földgáznak nevezett gáznemű keverékből származnak, amely az emberiség számára nagy értékű termék, és többek között a metán, etán, propán és bután típusú alkánokat alkotják; a lánc szénatomszámának alapján osztályozva.
Kémiai szerkezet
Etán egy molekulát a képlet C 2 H 6, jellemzően látható mint az unió két metilcsoport (-CH 3), hogy a szénhidrogén egy egyszeres szén-szén kötés. Ezenkívül a metán után a legegyszerűbb szerves vegyület, amelyet a következőképpen ábrázolunk:
H 3 C-CH 3
Ebben a molekulában a szénatomok sp 3 típusú hibridizációval rendelkeznek, tehát a molekuláris kötések szabad forgást mutatnak.
Hasonlóképpen létezik egy etán belső jelensége, amely molekuláris szerkezetének forgásán és a 360 fokos kötési forgáshoz szükséges minimális energián alapul, amelyet a tudósok "etángá" hívtak.
Ezért az etán forgatásától függően különböző konfigurációkban jelenhet meg, annak ellenére, hogy legstabilabb konformációja ott van, ahol a hidrogének egymással szemben vannak (az ábrán látható).
Írta: Jslipscomb, a Wikimedia Commonsból
Etán szintézise
Az etán könnyen szintetizálható Kolbe-elektrolízissel, egy olyan szerves reakcióval, amelyben két lépés történik: két karbonsav elektrokémiai dekarboxilezése (a karboxilcsoport eltávolítása és szén-dioxid felszabadítása) és a termékek kombinációja közbenső termékek kovalens kötést képeznek.
Hasonlóképpen, az ecetsav elektrolízise során etán és szén-dioxid képződik, és ezt a reakciót használják az előzőek szintézisére.
Az ecetsavanhidrid peroxidok általi oxidációja, amely hasonló a Kolbe elektrolíziséhez, szintén etán képződéséhez vezet.
Hasonlóképpen, cseppfolyósítási eljárás útján hatékonyan választható el a földgáztól és a metántól, kriogén rendszerek felhasználásával e gázt elkülönítik és elkülönítik más gázokkal való keverékektől.
Ehhez a szerephez előnyös a turboexpanziós folyamat: a gázkeveréket egy turbinán vezetik át, és ennek kiterjedését generálják, amíg a hőmérséklete -100 ° C alá esik.
Már ezen a ponton a keverék komponensei megkülönböztethetők, tehát a folyékony etánt elválasztják a gáznemű metántól és a desztilláció alkalmazásával járó többi fajtától.
Tulajdonságok
Az etán a természetben szagtalan és színtelen gázként fordul elő normál nyomáson és hőmérsékleten (1 atm és 25 ° C). Forráspontja -88,5 ºC, olvadáspontja -182,8 ºC. Szintén nem befolyásolja erős savakkal vagy bázisokkal való kitettség.
Etán oldhatóság
Az etán molekulák konfigurációja szimmetrikus és gyenge vonzó erőkkel rendelkezik, amelyek együtt tartják őket, úgynevezett diszperziós erőknek.
Amikor az etánt megpróbálják vízben oldódni, a gáz és a folyadék között kialakult vonzó erők nagyon gyengék, ezért az etánnak nagyon nehéz kötődni a vízmolekulákhoz.
Ezért az etán oldhatósága jelentősen alacsony, kissé növekszik, amikor a rendszer nyomását megemelik.
Etán kristályosítás
Az etán megszilárdulhat, így instabil etán kristályok képződnek, köbös kristályszerkezettel.
A hőmérséklet -183,2 ºC feletti csökkenésével ez a szerkezet monokliniké válik, növelve molekulájának stabilitását.
Etán égés
Ez a szénhidrogén, annak ellenére, hogy nem széles körben használják tüzelőanyagként, égési folyamatokban felhasználható szén-dioxid, víz és hő előállítására, amelyet a következőképpen ábrázolunk:
2C 2 H 6 + 7 O 2 → 4 CO 2 + 6 H 2 O + 3 120 kJ
Ezen túlmenően fennáll annak a lehetősége is, hogy ezt a molekulát oxigénfelesleg nélkül égetjük, amelyet "hiányos égésnek" nevezünk, és amelynek eredményeként amorf szén és szén-monoxid képződik nemkívánatos reakcióban, az alkalmazott oxigén mennyiségétől függően.:
2C 2 H 6 + 3 O 2 → 4 C + 6 H 2 O + Hő
2C 2 H 6 + 4O 2 → 2C + 2CO + 6H 2 O + Heat
2C 2 H 6 + 5O 2 → 4CO + 6H 2 O + Heat
Ezen a területen az égés egy szabad gyökös reakciók sorozatával valósul meg, amelyeket a különböző reakciók százai számoznak. Például, a nem teljes égési reakciók olyan vegyületeket képezhetnek, mint például formaldehid, acetaldehid, metán, metanol és etanol.
Ez a reakció körülményeitől és az érintett szabad gyökös reakcióktól függ. Az etilén magas hőmérsékleten (600-900 ° C) is előállítható, ami az iparban nagyon kívánatos termék.
Etán a légkörben és az égitestekben
Az etán nyomokban van jelen a Föld bolygó légkörében, és feltételezhető, hogy az emberek az ipari tevékenységek megkezdése óta sikerült megduplázni ezt a koncentrációt.
A tudósok szerint a jelenlegi etán jelenléte a légkörben a fosszilis tüzelőanyagok égéséből származik, bár az etán globális kibocsátása csaknem felére csökkent, mióta a palagáz-előállítási technológiákat fejlesztették (földgázforrás).
Ezt a fajt természetesen előállítja a napfénynek a légköri metánra gyakorolt hatása is, amely rekombinálja és etán molekulát képez.
Az etán folyékony állapotban létezik a Titán, a Szaturnusz holdjai egyik felületén. Ez nagyobb mennyiségben fordul elő a Vid Flumina folyóban, amely több mint 400 kilométerre folyik tengerének egyike felé. Ezt a vegyületet bizonyították üstökösökön és a Plútó felületén is.
Alkalmazások
Etilén előállítás
Az etán felhasználása elsősorban az etilén előállításán alapul, amely a világtermelésben a legszélesebb körben alkalmazott szerves termék, gőzfázisú krakkolásnak nevezett eljárás révén.
Ez a folyamat magában foglalja a gőzzel hígított etán adagolását a kemencébe, oxigén nélküli gyors melegítésével.
A reakció rendkívül magas hőmérsékleten (850 és 900 ° C között) megy végbe, de a tartózkodási időnek (az etán kemencében töltött időének) rövidnek kell lennie ahhoz, hogy a reakció hatékony legyen. Magasabb hőmérsékleten több etilén képződik.
Alapvető kémiai képződés
Az etánt mint alapvető vegyi anyagok képződésének fő alkotórészét szintén megvizsgálták. Az oxidatív klórozás az egyik olyan eljárás, amelyet vinil-klorid (a PVC egyik alkotóeleme) előállítására javasoltak, helyettesítve más kevésbé gazdaságos és bonyolultabb eljárásokat.
hűtő
Végül az etánt hűtőközegként használják a közönséges kriogén rendszerekben, ezenkívül megmutatja, hogy képesek-e a laboratóriumi vizsgálatokhoz kis mintákat fagyasztani.
Nagyon jó pótlása a víznek, amely hosszabb ideig vesz igénybe a finom mintákat, és ártalmas jégkristályok kialakulását is okozhatja.
Az etán veszélyei
-Etán képes meggyulladni, főleg amikor levegővel kötődik. A levegőben lévő 3,0–12,5 térfogat% etán esetén robbanásveszélyes keverék keletkezhet.
- Korlátozhatja az oxigént a levegőben, amelyben megtalálható, és ezért kockázati tényezőt jelent fulladáshoz a jelenlévő és kitett emberek és állatok számára.
-Fagyasztott folyadék formájában az etán súlyosan égetheti a bőrt, ha közvetlen érintkezésbe kerül azzal, valamint kriogén közegként szolgálhat minden olyan tárgy számára, amelyhez megérinti, pillanatok alatt fagyva.
-A folyékony etán gőzök nehezebbek, mint a levegő, és a talajban koncentrálódnak, ez a gyulladás kockázatát jelentheti, amely égési láncreakciót válthat ki.
-Étán lenyelése émelygést, hányást és belső vérzést okozhat. A belégzés a fulladás mellett fejfájást, zavart és hangulati ingadozást okoz. Magas expozíció esetén szívmegállás okozhat halált.
-Ez üvegházhatású gáz, amely a metánnal és a szén-dioxiddal együtt hozzájárul a globális felmelegedéshez és az emberi szennyezés által okozott éghajlatváltozáshoz. Szerencsére kevésbé bőséges és tartós, mint a metán, és kevesebb sugárzást vesz fel, mint a metán.
Irodalom
- Britannica, E. (második). Etán. Visszakeresve a britannica.com webhelyről
- Nes, GV (második). Etán, etilén és acetilén monokristályos szerkezete és elektronsűrűség-eloszlása. Helyreállítva a rug.nl-től
- Sites, G. (sf). Etán: Források és mosogatók. Beolvasva a sites.google.com webhelyről
- SoftSchools. (Sf). Ethane Formula. Helyreállítva a softschools.com webhelyről
- Wikipedia. (Sf). Etán. Vissza a (z) en.wikipedia.org oldalról