Propaan is 'n organiese verbinding, die derde verteenwoordiger van alkane in die homoloë reeks. By kamertemperatuur is dit 'n kleurlose en reuklose gas. Die chemiese formule van propaan is C3H8. Brand- en ontploffingsgevaar. Dit het min toksisiteit. Dit het 'n ligte effek op die senuweestelsel en het narkotiese eienskappe.
Gebou
Propaan is 'n versadigde koolwaterstof wat uit drie koolstofatome bestaan. Om hierdie rede het dit 'n geboë vorm, maar as gevolg van die konstante rotasie om die bindingsasse is daar verskeie molekulêre konformasies. Die bindings in die molekule is kovalent: C-C nie-polêr, C-H swak polêr. As gevolg hiervan is hulle moeilik om te breek, en die stof is taamlik moeilik om in chemiese reaksies in te gaan. Dit stel al die chemiese eienskappe van propaan. Dit het geen isomere nie. Die molêre massa van propaan is 44,1 g/mol.
Metodes om te verkry
Propaan word byna nooit kunsmatig in die industrie gesintetiseer nie. Dit word deur distillasie van aardgas en olie geïsoleer. Hiervoor is daarspesiale produksie-eenhede.
In die laboratorium kan propaan verkry word deur die volgende chemiese reaksies:
- Hydrogenering van propeen. Hierdie reaksie vind slegs plaas wanneer die temperatuur styg en in die teenwoordigheid van 'n katalisator (Ni, Pt, Pd).
- Vermindering van alkaanhaliede. Verskillende haliede gebruik verskillende reagense en toestande.
- Wurtz Sintese. Die essensie daarvan is dat twee haloaklkaanmolekules in een bind en met 'n alkalimetaal reageer.
- Dekarboksilering van bottersuur en soute daarvan.
Fisiese eienskappe van propaan
Soos reeds genoem, is propaan 'n kleurlose en reuklose gas. Dit is onoplosbaar in water en ander polêre oplosmiddels. Maar dit los op in sommige organiese stowwe (metanol, asetoon en ander). By -42, 1 °C word dit vloeibaar, en by -188 °C word dit solied. Vlambaar, aangesien dit vlambare en plofbare mengsels met lug vorm.
Chemiese eienskappe van propaan
Hulle verteenwoordig tipiese eienskappe van alkane.
- Katalitiese dehidrogenering. Uitgevoer by 575 °C met 'n chroom(III)oksied- of alumina-katalisator.
- Halogenering. Chlorering en bromering vereis ultravioletstraling of verhoogde temperatuur. Chloor vervang hoofsaaklik die buitenste waterstofatoom, hoewel in sommige molekules die middelste een vervang word.’n Verhoging in temperatuur kan lei tot’n toename in die opbrengs van 2-chloropropaan. Chloorpropaan kan verder gehalogeneer word om dichloorpropaan, trichloorpropaan, ensovoorts te vorm.
Die meganisme van halogeneringsreaksies is ketting. Onder die werking van lig of hoë temperatuur ontbind die halogeenmolekule in radikale. Hulle tree in wisselwerking met propaan en neem 'n waterstofatoom daarvan weg. As gevolg hiervan word 'n vrye snit gevorm. Dit is in wisselwerking met die halogeenmolekule en breek dit weer in radikale op.
Bromering vind plaas deur dieselfde meganisme. Jodisering kan slegs met spesiale jodiumbevattende reagense uitgevoer word, aangesien propaan nie met suiwer jodium interaksie het nie. Wanneer interaksie met fluoor plaasvind, vind 'n ontploffing plaas, 'n poli-gesubstitueerde propaanderivaat word gevorm.
Nitrasie kan uitgevoer word met verdunde salpetersuur (Konovalov-reaksie) of stikstofoksied (IV) by verhoogde temperatuur (130-150 °C).
Sulfonoksidasie en sulfochlorering word met UV-lig uitgevoer.
Propaneverbrandingsreaksie: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Dit is ook moontlik om ligter oksidasie uit te voer deur sekere katalisators te gebruik. Die verbrandingsreaksie van propaan sal anders wees. In hierdie geval word propanol, propanaal of propionzuur verkry.suur. Benewens suurstof, kan peroksiede (meestal waterstofperoksied), oorgangsmetaaloksiede, chroom (VI) en mangaan (VII) verbindings as oksideermiddels gebruik word.
Propaan reageer met swael om isopropylsulfied te vorm. Hiervoor word tetrabroom-etaan en aluminiumbromied as katalisators gebruik. Die reaksie gaan vir twee uur by 20 °C voort. Die reaksie-opbrengs is 60%.
Met dieselfde katalisators kan dit met koolstofmonoksied (I) reageer om isopropylester van 2-metielpropaansuur te vorm. Die reaksiemengsel na die reaksie moet met isopropanol behandel word. Dus, ons het die chemiese eienskappe van propaan oorweeg.
Aansoek
Vanweë sy goeie vlambaarheid word propaan in die alledaagse lewe en in die industrie as brandstof gebruik. Dit kan ook as brandstof vir motors gebruik word. Propaan brand byna 2000°C, en daarom word dit gebruik vir sweis en sny van metaal. Propaanbranders verhit bitumen en asf alt in padkonstruksie. Maar dikwels gebruik die mark nie suiwer propaan nie, maar die mengsel daarvan met butaan (propaan-butaan).
Hoe vreemd dit ook al mag lyk, het dit ook toepassing gevind in die voedselbedryf as 'n bymiddel E944. As gevolg van sy chemiese eienskappe word propaan daar gebruik as oplosmiddel vir geure en ook vir die behandeling van olies.
'n Mengsel van propaan en isobutaan word as die koelmiddel R-290a gebruik. Dit is doeltreffender as ouer koelmiddels en is ook omgewingsvriendelik aangesien dit nie die osoonlaag uitput nie.
Fantastiese toepassingpropaan gevind in organiese sintese. Dit word gebruik om polipropileen en verskeie soorte oplosmiddels te vervaardig. In olieraffinering word dit gebruik vir deasf altering, dit wil sê om die verhouding swaar molekules in die bitumenmengsel te verminder. Dit is nodig vir die herwinning van ou asf alt.
