Mula sa pananaw ng chemistry, ang propane ay isang saturated hydrocarbon na may mga tipikal na katangian ng alkanes. Gayunpaman, sa ilang mga lugar ng produksyon, ang propane ay nauunawaan bilang pinaghalong dalawang sangkap - propane at butane. Susunod, susubukan naming alamin kung ano ang propane at kung bakit ito hinahalo sa butane.
Ang istraktura ng molekula
Ang bawat propane molecule ay binubuo ng tatlong carbon atoms na naka-link sa isa't isa sa pamamagitan ng simpleng single bonds, at walong hydrogen atoms. Mayroon itong molecular formula C3H8. Ang mga C-C bond sa propane ay covalent non-polar, ngunit sa C-H pares, ang carbon ay bahagyang mas electronegative at bahagyang hinihila ang karaniwang pares ng electron patungo sa sarili nito, na nangangahulugan na ang bono ay covalent polar. Ang molekula ay may zigzag na istraktura dahil sa katotohanan na ang mga carbon atom ay nasa estado ng sp3-hybridization. Ngunit, bilang panuntunan, ang molekula ay sinasabing linear.
May apat na carbon atoms sa butane molecule С4Н10, at mayroon itong dalawang isomer: n-butane (may isang linear na istraktura) at isobutane (maybranched structure). Kadalasan, hindi sila naghihiwalay kapag natanggap, ngunit umiiral bilang isang halo.
Mga pisikal na katangian
Ang
Propane ay isang walang kulay at walang amoy na gas. Napakahina nitong natutunaw sa tubig, ngunit natutunaw ito nang maayos sa chloroform at diethyl eter. Natutunaw ito sa tpl=-188 °С, at kumukulo sa tkip=-42 °С. Ito ay nagiging paputok kapag ang konsentrasyon nito sa hangin ay lumampas sa 2%.
Ang mga pisikal na katangian ng propane at butane ay napakalapit. Ang parehong butane ay mayroon ding gas na estado sa ilalim ng normal na mga kondisyon at walang amoy. Halos hindi matutunaw sa tubig, ngunit mahusay na nakikipag-ugnayan sa mga organikong solvent.
Ang mga sumusunod na katangian ng mga hydrocarbon na ito ay mahalaga din sa industriya:
- Density (ang ratio ng masa sa volume ng isang katawan). Ang density ng likidong propane-butane mixtures ay higit na tinutukoy ng komposisyon ng hydrocarbons at temperatura. Habang tumataas ang temperatura, nangyayari ang volumetric expansion, at bumababa ang density ng likido. Sa pagtaas ng presyon, ang dami ng likidong propane at butane ay na-compress.
- Viscosity (ang kakayahan ng mga substance na nasa gas o likidong estado upang labanan ang mga puwersa ng paggugupit). Ito ay tinutukoy ng mga puwersa ng pagdirikit ng mga molekula sa mga sangkap. Ang lagkit ng isang likidong pinaghalong propane na may butane ay nakasalalay sa temperatura (sa pagtaas nito, ang lagkit ay bumababa), ngunit ang pagbabago sa presyon ay may maliit na epekto sa katangiang ito. Ang mga gas, sa kabilang banda, ay nagpapataas ng kanilang lagkit sa pagtaas ng temperatura.
Paghahanap sa kalikasan at pagkuha ng mga pamamaraan
Ang pangunahing likas na pinagmumulan ng propane ay langis atmga patlang ng gas. Ito ay nakapaloob sa natural na gas (mula 0.1 hanggang 11.0%) at sa mga nauugnay na petrolyo gas. Napakaraming butane ang nakukuha sa proseso ng distillation ng langis - paghihiwalay nito sa mga praksyon, batay sa mga kumukulong punto ng mga bahagi nito. Sa mga kemikal na pamamaraan ng pagdadalisay ng langis, ang catalytic cracking ay ang pinakamalaking kahalagahan, kung saan ang chain ng high-molecular alkanes ay nasira. Sa kasong ito, ang propane ay bumubuo ng humigit-kumulang 16-20% ng lahat ng gas na produkto ng prosesong ito:
СΗ3-СΗ2-СΗ2-СΗ 2-СΗ2-СΗ2-СΗ2-СΗ 3 ―> СΗ3-СΗ2-СΗ3 + СН 2=CΗ-CΗ2-CΗ2-CΗ3
Malalaking halaga ng propane ang nabubuo sa panahon ng hydrogenation ng iba't ibang uri ng coal at coal tar, umabot sila sa 80% ng volume ng lahat ng gas na ginawa.
Laganap din ang pagkuha ng propane sa pamamagitan ng Fischer-Tropsch method, na nakabatay sa interaksyon ng CO at H2 sa pagkakaroon ng iba't ibang catalyst sa mataas na temperatura at presyon:
nCO + (2n + 1)Η2 ―> C Η2n+2 + nΗ2O
3CO + 7Η2 ―> C3Η8 + 3Η 2O
Isolated din ang industrial volume ng butane sa panahon ng pagpoproseso ng langis at gas sa pamamagitan ng pisikal at kemikal na mga pamamaraan.
Mga katangian ng kemikal
Mula sa mga tampok na istruktura ng mga molekuladepende sa pisikal at kemikal na katangian ng propane at butane. Dahil ang mga ito ay mga saturated compound, ang mga reaksyon sa karagdagan ay hindi katangian ng mga ito.
1. mga reaksyon ng pagpapalit. Sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet light, ang hydrogen ay madaling mapapalitan ng mga chlorine atoms:
CH3-CH2-CH3 + Cl 2 ―> CH3-CH(Cl)-CH3 + HCl
Kapag pinainit gamit ang isang solusyon ng nitric acid, ang H atom ay papalitan ng NO group2:
СΗ3-СΗ2-СΗ3 + ΗNO 3 ―> СΗ3-СΗ (NO2)-СΗ3 + H2O
2. Mga reaksyon ng cleavage. Kapag pinainit sa presensya ng nickel o palladium, ang dalawang hydrogen atoms ay nahahati sa pagbuo ng maraming bono sa molekula:
CΗ3-CΗ2-CΗ3 ―> CΗ 3-СΗ=СΗ2 + Η2
3. mga reaksyon ng agnas. Kapag ang isang sangkap ay pinainit sa isang temperatura na humigit-kumulang 1000 ° C, nangyayari ang proseso ng pyrolysis, na sinamahan ng pagkasira ng lahat ng mga bono ng kemikal na nasa molekula:
C3H8 ―> 3C + 4H2
4. mga reaksyon ng pagkasunog. Ang mga hydrocarbon na ito ay nasusunog na may hindi mausok na apoy, na naglalabas ng malaking halaga ng init. Anong propane ang kilala sa maraming maybahay na gumagamit ng mga gas stoves. Ang reaksyon ay gumagawa ng carbon dioxide at singaw ng tubig:
C3N8 + 5O2―> 3CO 2 + 4H2O
Ang pagkasunog ng propane sa mga kondisyon ng kakulangan ng oxygen ay humahantong sa paglitaw ng soot at pagbuo ng mga molekula ng carbon monoxide:
2C3H8 + 7O2―> 6SO + 8H 2O
C3H8 + 2O2―> 3C + 4H2O
Application
Ang
Propane ay aktibong ginagamit bilang gasolina, dahil ang 2202 kJ / mol ng init ay inilabas sa panahon ng pagkasunog nito, ito ay isang napakataas na pigura. Sa proseso ng oksihenasyon, maraming mga sangkap na kinakailangan para sa synthesis ng kemikal ay nakuha mula sa propane, halimbawa, mga alkohol, acetone, carboxylic acid. Kinakailangang kumuha ng mga nitropropanes na ginagamit bilang mga solvent.
Bilang isang propellant na ginagamit sa industriya ng pagkain, ay may code na E944. Hinahalo sa isobutane, ginagamit ito bilang isang moderno, environment friendly na nagpapalamig.
Propane-butane mixture
Marami itong pakinabang kumpara sa iba pang gasolina, kabilang ang natural gas:
- mataas na kahusayan;
- madaling bumalik sa gaseous state;
- magandang evaporation at combustion sa ambient temperature.
Ang
Propane ay ganap na nakakatugon sa mga katangiang ito, ngunit ang mga butane ay sumingaw nang medyo mas malala kapag ang temperatura ay bumaba sa -40°C. Nakakatulong ang mga additives na itama ang kakulangan na ito, ang pinakamaganda rito ay propane.
Propane-butane mixture ay ginagamit para sa pagpainit at pagluluto, para sa gas welding ng mga metal at pagputol ng mga ito, bilang panggatong para sa mga sasakyan at para sa kemikalsynthesis.
