Метан чем отличается от пропана


Чем отличается метан от пропана

Метан (CH4) и пропан (C3H8) – органические вещества класса алканов, простейшие углеводороды, природные газы. Метан и пропан отличаются длиной цепи, количественным составом молекул и свойствами.

Определение

Метан – первый представитель ряда насыщенных углеводородов. Он основная составляющая рудничных, болотных, природных и попутных нефтяных газов. Метан выделяется в процессе постепенного медленного разложения органических остатков под действием существенных температур, давлений и микроорганизмов, без доступа воздуха.

Метан плохо растворим в воде и прочих жидкостях (кетонах, альдегидах, низших спиртах). Однако он поглощается твердыми адсорбентами, к примеру, активированным углем, и углеводородами. У него обнаружена наименьшая способность сорбироваться, поэтому это свойство успешно используют для очистки метана от других газообразных примесей.

Пропан – принадлежит к классу алканов. Он обнаружен в природном газе, образуется при разделении «жирного» природного и попутного нефтяного газа, крекинге нефтепродуктов. Пропан, не обладающий цветом и запахом газ, малотоксичен и пожаро- и взрывоопасен, тяжелее воздуха.

к содержанию ↑

Сравнение

Главное практическое отличие метана от пропана заключается в том, что метан обладает в 2,5 раза меньшей теплотой сгорания, чем пропан. Поэтому пропан, как топливо, гораздо эффективнее.

Метан существенно легче воздуха, чего не скажешь о пропане. При плохой изоляции метан утекает из системы и зависает в воздухе. При этом даже малейшее дуновение способствует его перемещению на значительные расстояния. Взрывоопасность метана в 2 раза больше, чем у пропана. Поэтому он более опасен для человеческой жизни.

Пропану присуще слабое наркотическое действие на живые организмы. Метан обладает наименьшей химической активностью. Метан с трудом конденсируется, а пропан легко сжижается холодной водой при соответствующем давлении. Для метана по сравнению с пропаном характерна наименьшая реакционная способность.

к содержанию ↑

Выводы TheDifference.ru

  1. Пропан в качестве топлива более эффективен, чем метан.
  2. Метан инертнее пропана. Пропан активнее вступает в химические реакции.
  3. Пропан обладает наркотическим воздействием, а метан более взрывоопасен.
метана | Определение, свойства, использование и факты

Метан , бесцветный газ без запаха, который в изобилии встречается в природе и является продуктом определенных видов деятельности человека. Метан является самым простым представителем парафиновых углеводородов и является одним из самых мощных парниковых газов. Его химическая формула CH 4 .

цикл метана Encyclop Britdia Britannica, Inc.

Британика Викторина

Ветер и воздух: факт или вымысел?

Ток разрыва - это участок турбулентного воздуха.

Химические свойства метана

Метан легче воздуха и имеет удельный вес 0,554. Это только немного растворим в воде. Он легко горит в воздухе, образуя углекислый газ и водяной пар; пламя бледное, слегка светящееся и очень горячее. Температура кипения метана составляет -162 ° C (-259,6 ° F), а температура плавления составляет -182,5 ° C (-296,5 ° F). Метан в целом очень стабилен, но смеси метана и воздуха с содержанием метана от 5 до 14 процентов по объему являются взрывоопасными.Взрывы таких смесей были частыми в угольных шахтах и ​​угольных шахтах и ​​были причиной многих горных бедствий.

структура метана Тетраэдрическая структура метана (CH 4 ) объясняется в теории молекулярной формы VSEPR (отталкивание валентная оболочка-электронная пара), предполагая, что четыре пары связывающих электронов (представлены серым цветом) облака) принять позиции, которые сводят к минимуму их взаимное отталкивание. Encyclopædia Britannica, Inc.

Источники метана

В природе метан образуется в результате анаэробного бактериального разложения растительного вещества под водой (где его иногда называют болотным газом или болотным газом).Водно-болотные угодья являются основным природным источником метана, получаемого таким способом. Другими важными природными источниками метана являются термиты (в результате процессов пищеварения), вулканы, жерла на дне океана и отложения гидрата метана, которые происходят вдоль континентальных окраин и под антарктическим льдом и арктической вечной мерзлотой. Метан также является основным компонентом природного газа, который содержит от 50 до 90 процентов метана (в зависимости от источника) и встречается в качестве компонента пламенного огня (горючего газа) вдоль угольных пластов.

химическая структура метана Тетраэдрическая геометрия метана: (A) модель «палка и шар» и (B) диаграмма, показывающая углы связи и расстояния. (Простые связи представляют собой связи в плоскости изображения; клиновые и пунктирные связи представляют собой связи, направленные к зрителю и от него, соответственно.) (связанные с человеком) источники метана. Такие действия, как добыча и переработка природного газа и разрушительная перегонка битуминозного угля при производстве угольного газа и коксового газа, приводят к выбросу значительных количеств метана в атмосферу.Другие виды деятельности человека, связанные с производством метана, включают сжигание биомассы, животноводство и утилизацию отходов (где бактерии производят метан, когда они разлагают шлам на установках по переработке отходов и разлагают вещество на свалках).

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Использование метана

Метан является важным источником водорода и некоторых органических химических веществ. Метан реагирует с паром при высоких температурах с образованием оксида углерода и водорода; последний используется при производстве аммиака для удобрений и взрывчатых веществ.Другие ценные химические вещества, полученные из метана, включают метанол, хлороформ, четыреххлористый углерод и нитрометан. Неполное сгорание метана приводит к образованию сажи, которая широко используется в качестве армирующего агента в резине, используемой для автомобильных шин.

Роль в качестве парникового газа

Метан, который производится и выбрасывается в атмосферу, поглощается поглотителями метана, которые включают почву и процесс окисления метана в тропосфере (самая низкая атмосферная область).Большая часть производимого метана компенсируется его поглощением в естественные стоки. Антропогенное производство метана, однако, может привести к увеличению концентрации метана быстрее, чем они компенсируются поглотителями. С 2007 года концентрации метана в атмосфере Земли увеличились на 6,8–10 частей на миллиард (млрд-1) в год. К 2020 году атмосферный метан достиг 1873,5 млрд-1, что примерно в два-три раза выше, чем доиндустриальные уровни, которые колебались на уровне 600–700 млрд-1.

Повышенные концентрации метана в атмосфере способствуют парниковому эффекту, при котором парниковые газы (в частности, углекислый газ, метан и водяные пары) поглощают инфракрасное излучение (чистую тепловую энергию) и возвращают его обратно на поверхность Земли, потенциально задерживая тепло и производя тепло существенные изменения климата.Увеличение содержания метана в атмосфере также косвенно увеличивает парниковый эффект. Например, при окислении метана гидроксильные радикалы (ОН - ) удаляют метан, реагируя с ним с образованием диоксида углерода и водяного пара, и по мере увеличения концентрации атмосферного метана концентрации гидроксильных радикалов уменьшаются, что эффективно продлевает атмосферное время жизни метана ,

Editors of Encyclopaedia Britannica Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​редактором John P. Rafferty.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • глобальное потепление: Метан

    Метан (CH 4 ) является вторым по важности парниковым газом. CH 4 является более мощным, чем CO 2 , потому что радиационное воздействие, производимое на молекулу, больше.Кроме того, инфракрасное окно менее насыщено в диапазоне длин волн излучения, поглощаемого CH 4 , поэтому больше…

  • парниковый газ: Метан

    Метан (CH 4 ) является вторым по важности парниковым газом.CH 4 является более мощным, чем CO 2 , потому что радиационное воздействие, производимое на молекулу, больше. Кроме того, инфракрасное окно менее насыщено в диапазоне длин волн излучения, поглощаемого CH 4 , поэтому больше…

  • климат: климат и жизнь

    … пар, диоксид углерода, монооксид углерода, метан, озон, диоксид азота, азотная кислота, ионы аммиака и аммония, закись азота, диоксид серы, сероводород, карбонилсульфид, диметилсульфид и сложный комплекс неметановых углеводородов.Из них

Пределы концентрации взрываемости и воспламеняемости

Диапазон воспламенения (также называемый диапазоном взрываемости) - это диапазон концентрации газа или пара, которые сгорят (или взорвутся), если появится источник воспламенения.

Для осуществления взрыва необходимо выполнить три основных требования:

  1. легковоспламеняющееся вещество - топливо
  2. окислитель - кислород или воздух
  3. источник воспламенения - искра или сильное тепло

Ниже диапазона взрывоопасности или воспламеняемости смесь слишком склонная к ожогу и превышающая верхний взрывоопасный или воспламеняющийся предел, смесь слишком богата для горения.Пределы обычно называют «Нижний взрывоопасный или воспламеняемый предел» (LEL / LFL) и «Верхний взрывоопасный или огнеопасный предел» (UEL / UFL).

Нижние и верхние пределы концентрации взрыва для некоторых обычно используемых газов указаны в таблице ниже. Некоторые из газов обычно используются в качестве топлива в процессах сгорания.

Примечание! Указанные ограничения относятся к газу и воздуху при 20 o C и атмосферном давлении.

900 900 900 900 900 900 900 900 900 Акролеин 9009 9009 2.49 Изобутиловый спирт 7.149 Толуол
Топливный газ «Нижний предел взрываемости или воспламенения»
(LEL / LFL)
(% от объема воздуха)
«Верхний предел взрываемости или воспламенения»
(UEL / UFL)
( % от объема воздуха)
Ацетальдегид 4 60
Уксусная кислота 4 19.9
Ацетон 2.6 12.8
Ацетонитрил 3 16
Ацетилхлорид 7.3 19
Ацетилен 2.5 100 2.8 31
Акриловая кислота 2.4 8
Акрилонитрил 3.0 17
Аллилхлорид 2.9 11.1
Аллиловый спирт 2.5 18
Алилламин 2.2 22
Аммиак 15 28 28
Анилин 1,3 11
Арсин 5,1 78
Бензол 1.2 7,8
Бифенил 0,6 5,8
Бромбутан (1-бромбутан) 2,6 6,6
Бромэтан 6,8 8
15
Бутадиен (1,3-бутадиен) 2.0 12
Бутанал 1.9 12.5
Бутан (н-бутан) 1.86 8.41
Бутановая кислота 2 10
Бутилацетат 1.7 7.6
Бутиловый спирт, бутанол 1 11
Бутилформиат 1,7 8,2
Бутилметилкетон 1 8
Бутиламин 1,7 9,8
Бутилбензол 0.5 5.8
Бутилен 1.98 9.65
Бутилакрилат 1.9 9.9
Дисульфид углерода 1.3 50
Оксид углерода 75
Оксисульфид углерода 12 29
Хлорбензол 1,3 9,6
Хлорэтан 3.8 15,4
Цианоген 6,0 42,6
Циклобутан 1,8 11,1
Циклогептан 1,1 6,7
85050 1,350
циклогексанол 1 9
циклогексанон 1 9
циклопропан 2.4 10,4
Декан 0.8 5.4
Диацетоновый спирт 1.8 6,9
Диборан 0.8 88
Дибутиламин 1.1 6
Дихлорэтан (1,1-дихлорэтан) 6 11
Дизельное топливо 0,6 7,5
Диэтаноламин 2 13
Диэтиловый эфир 1.9 36
Диэтиламин 2 13
Диэтиловый эфир 1,9 48
Диизобутилкетон 1 6
Диизопропиловый эфир 1 950
Диметилсульфоксид 3 42
Эпихлоргидрин 4 21
Этан 3 12.4
Этилацетат 2 12
Этилакрилат 1.4 14
Этиловый спирт, этанол 3.3 19
Этилхлорид 3.8 15,4
Этилнитрит 4 50
Этилпропиловый эфир 1,7 9
Этилвиниловый эфир 1.7 28
Этиламин 3.5 14
Этилбензол 1.0 7.1
Этилциклобутан 1.2 7.7
Этилен 2.75
Этиленоксид 3 100
Этиленгликоль 3 22
Фторэтен 2.6 21,7
Формальдегид 7 73
Муравьиная кислота 18 57
Мазут - № 1 0,7 5
Фуран 2 14
Furfural 2 19
Бензин 1,4 7,6
Глицерин 3 19
Гептан 1.0 6,7
Гептан (н-гептан) 1,0 6,0
Гексан 1,1 7,5
Гексан (н-гексан) 1,25 7,0
Гидразин 5 100
Водород 4 75
Водород 6 40
Сероводород 4.3 46
Изобутанал 1.6 10.6
Изобутан 1.80 8.44
Изобутен 1.8 9.0
115050
Изооктан 0.79 5.94
Изопентан 1.32 9.16
Изофорон 1 4
Изопропиловый спирт, изопропанол 2 124950 Изопропилбензол 0.9 6.5
Керосин Jet A-1 0.7 5
Мезитил оксид 1.4 7.2
Метакриловая кислота 1.6 8.8
Метан 4,4 16,4
Метиламин 4,9 20,7
Метилацетат 3 16
Метиловый спирт, метанол 6.7 36
Метилакрилат 2.8 25
Метилхлорид 10,7 17,4
Метилэтилкетон 1,8 10
4,549 23
Метилгидразин 2.5 92
Метилизоцианат 5.3 26
Минеральные спирты 0.7 6.5
Нафталин 0,9 5.9
Нафталин 0.9 5.9
Неогексан 1.19 7.58
1.4950
нитробензол 2 9
нитроэтан 3.4 17
нитрометан 7.3 22,2
Нонан 0,8 2,9
Октан (н-октан) 1,0 7
Оксиран 3 100
Параформальдегид 7 73
Пентан (н-пентан) 1,4 7,8
Пентен (н-пентен) 1,65 7,7
Пентилацетат 1.1 7.5
Пентиламин 2.2 22
Фенол 1.8 8.6
Пиперидин 1 10
Пропан 2.1 10.1
Пропановая кислота 2.9 12.1
Пропен 2 11.1
Пропилацетат 2 8
Пропиламин 2 10.4
Пропилбензол 0.8 6
Пропилнитрат 2 100
Пропилен 2.0 11.1
Оксид пропилена 2.3 36
Propyne 2,1 12,5
Пиридин 2 12
Силан 1.5 98
Стирол 1.1 6.1
Тетрафторэтен 10 50
Тетрагидрофуран 2 12
Трихлорэтилен 13 90
Триэтиленгликоль 0,9 9,2
Триптан 1.08 6.69
Триметиламин 2 11.6
Скипидар 0.8
Винилацетат 2.6 13.4
Винилбутаноат 1.4 8
винилхлорид 3,6 33
о-ксилол 0,9 6,7
м-ксилол 1.1 7
п-ксилол 1.1 7

Важно, чтобы помещения, в которых хранятся горючие газы, были хорошо проветриваемыми. При проектировании систем вентиляции следует учитывать удельный вес фактического газа. Газовая смесь от утечки не будет однородной, а более легкие газы концентрируются вдоль потолка. Тяжелые газы концентрируются вдоль пола.

Вентиляция, естественная или механическая, должна быть достаточной, чтобы ограничить концентрацию легковоспламеняющихся газов или паров до максимального уровня 25% от их "Нижнего предела взрываемости или легковоспламеняющегося" (LEL / LFL).

  • Минимальная необходимая вентиляция: 1 куб. Фут / фут 2 (20 м 3 / ч 2 )
  • Рекомендуемая вентиляция: 2 куб. / Фут 2 (40 м 3 / hm 2 ) или 12 замен воздуха в час - половина воздуха, подаваемого и выпускаемого около потолка, и половина воздуха, подаваемого и выходящего около пола
.

углеводородов | Определение, типы и факты

Алканы, углеводороды, в которых все связи одинарные, имеют молекулярные формулы, которые удовлетворяют общему выражению C n H 2 n + 2 (где n является целым числом). Углерод с р 3 гибридизирован (три электронные пары участвуют в связывании, образуя тетраэдрический комплекс), и каждая связь С-С и С-Н представляет собой сигма (σ) связь ( см. химическая связь ).В порядке возрастания числа атомов углерода метан (CH 4 ), этан (C 2 H 6 ) и пропан (C 3 H 8 ) являются первыми тремя членами серии.

Метан, этан и пропан - единственные алканы, однозначно определяемые их молекулярной формулой. Для C 4 H 10 два разных алкана удовлетворяют правилам химической связи (а именно, что углерод имеет четыре связи, а водород имеет одну в нейтральных молекулах).Одно соединение, называемое n -бутан, где префикс n - представляет собой нормаль, имеет четыре атома углерода, связанных в непрерывную цепь. Другой, называемый изобутан, имеет разветвленную цепь.

Различные соединения, которые имеют одинаковую молекулярную формулу, называются изомерами. Говорят, что изомеры, которые различаются по порядку, в котором атомы связаны, имеют разные составы и называются конституциональными изомерами. (Более старое название - структурные изомеры.) Соединения , -бутан и изобутан являются конституциональными изомерами и являются единственными возможными для формулы C 4 H 10 . Поскольку изомеры представляют собой разные соединения, они могут иметь разные физические и химические свойства. Например, или -бутан имеет более высокую температуру кипения (-0,5 ° C [31,1 ° F]), чем изобутан (-11,7 ° C [10,9 ° F]).

Не существует простой арифметической зависимости между числом атомов углерода в формуле и количеством изомеров.Теория графов использовалась для расчета числа конституционально изомерных алканов, возможных для значений n в C n H 2 n + 2 от 1 до 400. Число конституциональных изомеров резко увеличивается по мере того, как число атомов углерода увеличивается. Вероятно, не существует верхнего предела для числа атомов углерода, возможных в углеводородах. Алкан CH 3 (CH 2 ) 388 CH 3 , в котором 390 атомов углерода связаны в непрерывную цепь, был синтезирован в качестве примера так называемого сверхдлинного алкана.Несколько тысяч атомов углерода объединены в молекулы углеводородных полимеров, таких как полиэтилен, полипропилен и полистирол.

Количество возможных алкановых изомеров
Молекулярная формула количество конституциональных изомеров
C 3 H 8 1
C 4 H 10 2
C 5 H 12 3
C 6 H 14 5
C 7 H 16 9
C 8 H 18 18
C 9 H 20 35
C 10 H 22 75
C 15 H 32 4 347
C 20 H 42 366,319
C 30 H 62 4 111 846 763

Необходимость дать каждому соединению уникальное имя требует более разнообразных терминов, чем доступно с описательными префиксами, такими как n - и iso-.Наименование органических соединений облегчается за счет использования формальных систем номенклатуры. Номенклатура в органической химии бывает двух типов: общая и систематическая. Общие имена возникают по-разному, но имеют общую особенность, заключающуюся в отсутствии необходимой связи между именем и структурой. Имя, которое соответствует определенной структуре, должно быть просто запомнено, очень похоже на изучение имени человека. Систематические названия, с другой стороны, напрямую связаны с молекулярной структурой в соответствии с общепринятым набором правил.Наиболее широко используемые стандарты для органической номенклатуры возникли из предложений группы химиков, собранных для этой цели в Женеве в 1892 году, и регулярно пересматривались Международным союзом чистой и прикладной химии (ИЮПАК). Правила IUPAC регулируют все классы органических соединений, но в конечном итоге основаны на названиях алканов. Соединения в других семействах рассматриваются как полученные из алканов путем присоединения функциональных групп к углеродному скелету или иным образом модифицирования.

Правила IUPAC присваивают имена неразветвленным алканам в соответствии с числом их атомов углерода. Метан, этан и пропан сохраняются для CH 4 , CH 3 CH 3 и CH 3 CH 2 CH 3 , соответственно. Префикс n - не используется для неразветвленных алканов в систематической номенклатуре IUPAC; следовательно, CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 определяется как бутан, а не и -бутан.Начиная с пятиуглеродных цепочек, названия неразветвленных алканов состоят из латинского или греческого стебля, соответствующего количеству атомов углерода в цепочке, за которым следует суффикс -ane. Группа соединений, таких как неразветвленные алканы, которые отличаются друг от друга последовательным введением групп CH , 2, составляют гомологичный ряд.

ИЮПАК названия неразветвленных алканов
алкановая формула имя алкановая формула имя
CH 4 метан CH 3 (CH 2 ) 6 CH 3 октан
CH 3 CH 3 этан CH 3 (CH 2 ) 7 CH 3 нонан
CH 3 CH 2 CH 3 пропан CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 декан
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 бутан CH 3 (CH 2 ) 13 CH 3 пентадекан
CH 3 (CH 2 ) 3 CH 3 пентан CH 3 (CH 2 ) 18 CH 3 икосане
CH 3 (CH 2 ) 4 CH 3 гексан CH 3 (CH 2 ) 28 CH 3 триаконтан
CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3 гептан CH 3 (CH 2 ) 98 CH 3 гектан

Алканы с разветвленными цепями названы на основе названия самой длинной цепочки атомов углерода в молекуле, называемой родительской.Показанный алкан имеет семь атомов углерода в самой длинной цепи и поэтому называется производным гептана, неразветвленного алкана, который содержит семь атомов углерода. Положение CH 3 (метил) заместителя в семиуглеродной цепи определяется числом (3-), называемым локантом, полученным путем последовательной нумерации атомов углерода в родительской цепи, начиная с конца ближе к ветви. Поэтому соединение называется 3-метилгептаном.

При наличии двух или более одинаковых заместителей, реплицирующие префиксы (ди-, три-, тетра- и т. Д.) используются вместе с отдельным локантом для каждого заместителя. Различные заместители, такие как этильная (9CH 2 CH 3 ) и метильная (9CH 3 ) группы, приведены в алфавитном порядке. Реплицирующие префиксы игнорируются в алфавитном порядке. В алканах нумерация начинается с конца, ближайшего к заместителю, который появляется первым в цепи, так что углерод, к которому он присоединен, имеет как можно меньшее число.

Метил и этил являются примерами алкильных групп.Алкильная группа получается из алкана путем удаления одного из его водородов, тем самым оставляя потенциальную точку присоединения. Метил является единственной алкильной группой, получаемой из метана, а этил - единственной из этана. Существуют две C 3 H 7 и четыре C 4 H 9 алкильных групп. Правила IUPAC для обозначения алканов и алкильных групп охватывают даже очень сложные структуры и регулярно обновляются. Они недвусмысленны в том смысле, что, хотя одно соединение может иметь более одного правильного имени IUPAC, невозможно, чтобы два разных соединения имели одинаковое имя.


Смотрите также

Автопрофи, г. Екатеринбург, ул. Таватуйская, 20.