الميثان مقابل البروبان
الميثان والبروبان هما العضوان الأول والثالث في عائلة الألكان. صيغهم الجزيئية هي CH4و C3H8على التوالي. الفرق الرئيسي بين الميثان والبروبان هو التركيب الكيميائي ؛ يحتوي الميثان على ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين بينما يحتوي البروبان على ثلاث ذرات كربون مع ثماني ذرات هيدروجين. تختلف خصائصها الكيميائية والفيزيائية بسبب هذا الاختلاف.
ما هو الميثان؟
الميثان ، المعروف أيضًا باسم الكاربين أو الغاز الطبيعي أو غاز المستنقعات أو رباعي هيدرات الكربون أو كربيد الهيدروجين ، هو أصغر عضو في عائلة الألكان.صيغته الكيميائية هي CH4(أربع ذرات هيدروجين مرتبطة بذرة كربون واحدة). إنه مكون رئيسي للغاز الطبيعي. الميثان غاز عديم اللون والرائحة والمذاق. يمكن إشعالها بسهولة لأن بخارها أخف من الهواء.
يمكن العثور على الميثان بشكل طبيعي تحت الأرض وتحت قاع البحر. يعتبر غاز الميثان الموجود في الغلاف الجوي من غازات الدفيئة. يتحلل الميثان إلى CH3- مع وجود الماء في الغلاف الجوي.
ما هو البروبان؟
البروبان هو العضو الثالث في عائلة Alkane. صيغته الجزيئية هي C3H6 ،والكتلة الجزيئية تساوي 44.10 جم · مول−1إنه موجود كغاز عند درجة حرارة وضغط قياسيين ، ولكن يمكن أن ينضغط في سائل قابل للنقل. لا يوجد البروبان بشكل طبيعي ، ولكن يتم الحصول عليه من عملية تكرير البترول وكمنتج ثانوي لمعالجة الغاز الطبيعي.
البروبان مادة غازية عديمة اللون والرائحة وغير سامة وقابلة للاشتعال ويتم إضافة رائحة تجارية لتحديد التسربات.
ما الفرق بين الميثان والبروبان؟
خصائص الميثان والبروبان
التركيب الجزيئي:
الميثان: الصيغة الجزيئية للميثان هي CH4 ،وهي مثال على جزيء رباعي السطوح مع أربعة روابط C-H مكافئة (روابط سيجما). هيكلها موضح أدناه.
البروبان: الصيغة الجزيئية للإيثان هي C3H8 ،وهيكلها موضح أدناه.
الخصائص الكيميائية:
الاحتراق:
الميثان: يحترق الميثان بلهب أزرق باهت غير مضيء ينتج عنه ثاني أكسيد الكربون والماء في وجود الهواء الزائد أو الأكسجين. إنه تفاعل طارد للحرارة للغاية ؛ وبالتالي ، فهو وقود ممتاز.
CH4(g) + 2O2→ CO2+ 2H 2O + 890 كيلوجول / مول
يحترق جزئيًا في غاز أول أكسيد الكربون (CO) في حالة عدم كفاية الهواء أو الأكسجين.
2CH4(g) + 3O2→ 2CO + 2H2O + الطاقة
البروبان: يحترق البروبان أيضًا بطريقة مماثلة للألكانات الأخرى. يحترق تمامًا في وجود الأكسجين الزائد المنتج للماء وثاني أكسيد الكربون.
C3H8+ 5O2→ 3CO2+ 4H2O + 2220 kJ / مول
في حالة عدم وجود أكسجين كافٍ لعملية الاحتراق ، فإنه يحترق بشكل غير كامل في أول أكسيد الكربون و / أو الكربون السخام.
2 C3H8+ 9O2→ 4CO2+ 2CO + 8H2O + الحرارة
أو
C3H8+ 9O2→ 3C + 4H2O + الحرارة
احتراق البروبان أنظف بكثير من احتراق البنزين ، ولكنه ليس نظيفًا مثل احتراق الغاز الطبيعي.
ردود الفعل:
الميثان: يظهر الميثان تفاعلات الاستبدال مع الهالوجينات. في هذه التفاعلات ، يتم استبدال ذرة أو أكثر من ذرات الهيدروجين بعدد متساوٍ من ذرات الهالوجين وتسمى "الهالوجين". يتفاعل مع الكلور (Cl) والبروم (Br) في وجود ضوء الشمس.
عندما يتم تمرير خليط من الميثان والبخار عبر نيكل ساخن (1000 كلفن) مدعوم على سطح الألومينا ، يمكن أن ينتج الهيدروجين.
البروبان: يُظهر البروبان أيضًا تفاعلات الهالوجين في ظل ظروف خاصة تنتج منتجات مختلفة بنسب مختلفة.
CH3-CH2-CH3+ Cl2→ CH3-CH2-CH2Cl (45٪) + CH3-CHCl-CH3 (55٪)
CH3-CH2-CH3+ Br2→ CH3-CH2-CH2Br (3٪) + CH3-CHBr-CH3(97٪)
استخدامات الميثان والبروبان
الميثان: يستخدم الميثان في العديد من العمليات الكيميائية الصناعية (كوقود ، غاز طبيعي ، غاز طبيعي مسال) ويتم نقله كسوائل مبردة.
البروبان: يستخدم البروبان عمومًا كوقود في المحركات والأفران والمواقد المحمولة ومشاعل الغاز بالأكسجين وسخانات المياه ومجففات الغسيل وللتدفئة في المنازل. وهو من الغازات البترولية المسالة مثل البيوتان والبروبيلين والبيوتيلين.
تعريفات:
تفاعل طارد للحرارة: تفاعل طارد للحرارة هو تفاعل كيميائي يطلق الطاقة بواسطة الضوء أو الحرارة.
تفاعلات الاستبدال: تفاعل الاستبدال هو تفاعل كيميائي يتضمن إزاحة مجموعة وظيفية واحدة في مركب كيميائي واستبدالها بمجموعة وظيفية أخرى.
