Razlika med metanom in etanom

2024 Avtor: Alex Aldridge | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 13:49

Ključna razlika – metan proti etanu

Metan in etan sta najmanjša člana družine alkanov. Molekulski formuli teh dveh organskih spojin sta CH₄ oziroma C₂H_{6. Ključna razlika med metanom in etanom je njihova kemična struktura; Molekulo etana lahko obravnavamo kot dve metilni skupini, povezani kot dimer metilnih skupin. Druge kemijske in fizikalne razlike nastanejo predvsem zaradi te strukturne razlike.}

Kaj je metan?

Metan je najmanjši član družine alkanov s kemijsko formulo CH_{4(štirje atomi vodika so vezani na en atom ogljika). Velja za glavno sestavino zemeljskega plina. Metan je plin brez barve, vonja in okusa; znan tudi kot karban, močvirski plin, zemeljski plin, ogljikov tetrahidrid in vodikov karbid. Z lahkoto se vžge, njegova para pa je lažja od zraka.}

Metan se naravno nahaja pod zemljo in pod morskim dnom. Atmosferski metan velja za toplogredni plin. Metan razpade na CH_{3– z vodo v ozračju.}

Kaj je Ethane?

Etan je brezbarvna plinasta spojina brez vonja pri standardni temperaturi in tlaku. Njegova molekulska formula in molekulska masa sta C₂H₆ oziroma 30,07 g·mol^{−1. Izoliran je iz zemeljskega plina kot stranski produkt pri procesu rafiniranja nafte. Etan je zelo pomemben pri proizvodnji etilena.}

Kakšna je razlika med metanom in etanom?

Lastnosti metana in etana

Struktura:

Metan: Molekulska formula metana je CH_4, in je primer tetraedrske molekule s štirimi enakovrednimi vezmi C–H (sigma vezi). Vezni kot med atomi H-C-H je 109,5^{0 in vse vezi C-H so enakovredne in je enak 108,70 pm.}

Etan: Molekulska formula etana je C₂H_{6,in je nasičen ogljikovodik, ker ne vsebuje več vezi.}

Kemijske lastnosti:

Metan:

Stabilnost: Metan je kemično zelo stabilna molekula, ki ne reagira s KMnO₄, K₂Cr ₂O₇, H₂SO₄ ali HNO _{3 v normalnih pogojih.}

Izgorevanje: V prisotnosti presežka zraka ali kisika metan gori z bledo modrim nesvetlečim plamenom, pri čemer nastajata ogljikov dioksid in voda. Je zelo eksotermna reakcija; zato se uporablja kot odlično gorivo. Ob pomanjkanju zraka ali kisika delno zgori v plin ogljikov monoksid (CO).

Substitucijske reakcije: Metan kaže substitucijske reakcije s halogeni. V teh reakcijah se en ali več vodikovih atomov nadomesti z enakim številom atomov halogena in se imenuje "halogeniranje".” V prisotnosti sončne svetlobe reagira s klorom (Cl) in bromom (Br).

Reakcija s paro: Ko gre mešanica metana in pare skozi segret (1000 K) nikelj na površini aluminijevega oksida, lahko proizvede vodik.

Piroliza: Ko se metan segreje na približno 1300 K, se razgradi na saje in vodik.

Ethane:

Reakcije: plin etan (CH₃CH₃) reagira s hlapi broma v prisotnosti svetlobe, da nastane bromoetan (CH ₃CH_{2Br) in vodikov bromid (HBr). Je substitucijska reakcija; atom vodika v etanu je nadomeščen z atomom broma.}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

Zgorevanje: Popolno zgorevanje etana proizvede 1559,7 kJ/mol (51,9 kJ/g) toplote, ogljikovega dioksida in vode.

2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO ₂ + 6 H_{2O + 3120 kJ}

Pojavi se lahko tudi brez presežka kisika, pri čemer nastane mešanica amorfnega ogljika in ogljikovega monoksida.

2 C₂H₆ + 3 O₂ → 4 C + 6 H _{2O + energija}

2 C₂H₆ + 5 O₂ → 4 CO + 6 H _{2O + energija}

2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H_{2O + energija itd.}

Definicije:

Substitucijske reakcije: Substitucijska reakcija je kemijska reakcija, ki vključuje premik ene funkcionalne skupine v kemični spojini in njeno zamenjavo z drugo funkcionalno skupino.

Uporabe:

Metan: Metan se uporablja v številnih industrijskih kemičnih procesih (kot gorivo, zemeljski plin, utekočinjeni zemeljski plin) in se prevaža kot ohlajena tekočina.

Etan: Etan se uporablja kot gorivo za motorje in kot hladilno sredstvo za zelo nizkotemperaturne sisteme. Pošilja se v jeklenih jeklenkah kot utekočinjen plin pod lastnim parnim tlakom.