- Cheminė struktūra
- Etano sintezė
- Savybės
- Etano tirpumas
- Kristalinis etanas
- Etano degimas
- Etanas atmosferoje ir dangaus kūnuose
- Programos
- Etileno gamyba
- Pagrindinis cheminis formavimas
- Šaltnešis
- Etano rizika
- Nuorodos
Etano yra paprastas angliavandenilio, kurio formulė C 2 H 6 su bespalvis ir bekvapis dujos, kurių yra labai vertingos ir įvairus naudojimą etileno sintezę pobūdžio. Be to, tai yra viena iš sausumos dujų, aptinkama ir kitose planetose ir žvaigždžių kūnuose aplink Saulės sistemą. Tai atrado mokslininkas Michaelas Faradėjus 1834 m.
Tarp daugybės organinių junginių, kuriuos sudaro anglies ir vandenilio atomai (žinomi kaip angliavandeniliai), yra ir tokių, kurie aplinkos temperatūroje ir slėgyje yra dujiniai, plačiai naudojami daugelyje pramonės sričių.
Paprastai jie gaunami iš dujinio mišinio, vadinamo „gamtinėmis dujomis“, turinčio didelę reikšmę žmonijai, ir, be kita ko, sudaro metano, etano, propano ir butano alkanus; klasifikuojami pagal anglies atomų kiekį jo grandinėje.
Cheminė struktūra
Etano yra molekulė, kurios formulė C 2 H 6 , paprastai suprantamas kaip dviem metilo grupėmis (-CH sąjungos 3 ), kad sudarytų vieną ryšio anglis-anglis angliavandenilio. Be to, tai yra paprasčiausias organinis junginys po metano, kuris apibūdinamas taip:
H 3 , C-CH 3
Anglies atomai šioje molekulėje turi sp 3 tipo hibridizaciją , todėl molekuliniai ryšiai laisvai sukasi.
Taip pat yra būdingas etano fenomenas, pagrįstas jo molekulinės struktūros sukimu ir minimalia energija, reikalinga 360 laipsnių jungties sukimui, kurį mokslininkai pavadino „etano barjeru“.
Dėl šios priežasties etanas gali būti įvairių konfigūracijų, atsižvelgiant į jo sukimąsi, net jei stabiliausia jo konformacija yra ten, kur vandenilis yra priešais vienas kitą (kaip parodyta paveikslėlyje).
Autorius: Jslipscomb, iš „Wikimedia Commons“
Etano sintezė
Etaną galima lengvai sintetinti atliekant elektrolizę Kolbe - tai organinė reakcija, kurioje vyksta du etapai: dviejų karboksirūgščių elektrocheminis dekarboksilinimas (karboksilo grupės pašalinimas ir anglies dioksido išsiskyrimas) ir produktų derinys. tarpiniai produktai, sudaryti kovalentinį ryšį.
Panašiai dėl acto rūgšties elektrolizės susidaro etanas ir anglies dioksidas, o ši reakcija naudojama susidaryti pirmiesiems.
Acto anhidrido oksidacija veikiant peroksidams, panaši į Kolbės elektrolizės idėją, taip pat lemia etano susidarymą.
Lygiai taip pat jį galima veiksmingai atskirti nuo gamtinių dujų ir metano naudojant skystinimo procesą, panaudojant kriogenines sistemas, kad šios dujos būtų surenkamos ir atskiriamos nuo mišinių su kitomis dujomis.
Šiam vaidmeniui pirmenybė teikiama turbo išsiplėtimo procese: dujų mišinys praleidžiamas per turbiną, sukuriant tokį pat išsiplėtimą, kol jo temperatūra nukrenta žemiau –100 ºC.
Jau šiuo metu mišinio komponentai gali būti diferencijuojami, todėl skystas etanas bus atskirtas nuo dujinio metano ir kitų rūšių, susijusių su distiliacija.
Savybės
Etanas gamtoje atsiranda kaip bekvapės ir bespalvės dujos esant standartiniam slėgiui ir temperatūrai (1 atm ir 25 ° C). Jo virimo temperatūra yra –88,5 ºC, o lydymosi temperatūra –182,8 ºC. Taip pat tam įtakos neturi stiprių rūgščių ar bazių poveikis.
Etano tirpumas
Etano molekulės yra simetriškos konfigūracijos ir pasižymi silpnomis patraukliomis jėgomis, kurios jas laiko kartu, vadinamos dispersinėmis jėgomis.
Kai etaną bandoma ištirpinti vandenyje, patraukliosios jėgos, susidariusios tarp dujų ir skysčio, yra labai silpnos, todėl etanui labai sunku jungtis su vandens molekulėmis.
Dėl šios priežasties etano tirpumas yra labai mažas, šiek tiek padidėja, kai padidinamas sistemos slėgis.
Kristalinis etanas
Etanas gali sukietėti, todėl susidaro nestabilūs kubinės kristalinės struktūros etano kristalai.
Temperatūrai sumažėjus daugiau kaip -183,2 ºC, ši struktūra tampa monoklininė, padidėja jos molekulės stabilumas.
Etano degimas
Šis angliavandenilis, nors ir nėra plačiai naudojamas kaip kuras, gali būti naudojamas degimo procesuose generuoti anglies dioksidą, vandenį ir šilumą, kuris apibūdinamas taip:
2C 2 H 6 + 7 ° 2 → 4CO 2 + 6H 2 O + 3 120 kJ
Taip pat yra galimybė sudeginti šią molekulę be deguonies pertekliaus, kuris vadinamas „nepilnu deginimu“ ir dėl kurio nepageidaujamoje reakcijoje susidaro amorfinė anglis ir anglies monoksidas, atsižvelgiant į deguonies kiekį. :
2C 2 H 6 + 3 O 2 → 4 C + 6H 2 O + Šiluma
2C 2 H 6 + 4 O 2 → 2 C + 2CO + 6H 2 O + Šiluma
2C 2 H 6 + 5 O 2 → 4CO + 6H 2 O + Šiluma
Šioje srityje degimas vyksta dėl daugybės laisvųjų radikalų reakcijų, kurios yra sunumeruotos šimtuose skirtingų reakcijų. Pavyzdžiui, neišsamios degimo reakcijos gali sudaryti tokius junginius kaip formaldehidas, acetaldehidas, metanas, metanolis ir etanolis.
Tai priklausys nuo sąlygų, kuriomis vyksta reakcija, ir nuo laisvųjų radikalų reakcijų. Etileną taip pat galima susidaryti aukštoje temperatūroje (600–900 ° C), o tai yra labai pageidaujamas produktas pramonėje.
Etanas atmosferoje ir dangaus kūnuose
Etanas yra Žemės planetos atmosferoje pėdsakų ir įtariama, kad žmonėms pavyko padvigubinti šią koncentraciją nuo tada, kai jie pradėjo vykdyti pramoninę veiklą.
Mokslininkai mano, kad didelę dalį etano atmosferoje šiuo metu lemia iškastinio kuro deginimas, nors etano išmetimas visame pasaulyje sumažėjo beveik perpus, nes buvo patobulintos skalūnų dujų gamybos technologijos (a gamtinių dujų šaltinis).
Ši rūšis taip pat gaminama natūraliai dėl saulės šviesos įtakos atmosferos metanui, kuris rekombinuojasi ir sudaro etano molekulę.
Etanas egzistuoja skystoje būsenoje Titano, vieno iš Saturno mėnulių, paviršiuje. Didesnis jų kiekis yra Vid Flumina upėje, tekančioje daugiau nei 400 kilometrų link vienos iš savo jūrų. Šis junginys taip pat buvo pastebėtas kometose ir Plutono paviršiuje.
Programos
Etileno gamyba
Etanas naudojamas daugiausia etileno, plačiausiai pasaulyje naudojamo organinio produkto, gamybos būdu, vadinamu garų fazių krekingu.
Šis procesas apima garu praskiesto etano pašaro tiekimą į krosnį, greitai kaitinant jį be deguonies.
Reakcija vyksta ypač aukštoje temperatūroje (nuo 850 iki 900 ° C), tačiau buvimo laikas (laikas, kurį etanas praleidžia krosnyje) turi būti trumpas, kad reakcija būtų efektyvi. Aukštesnėje temperatūroje susidaro daugiau etileno.
Pagrindinis cheminis formavimas
Etanas taip pat buvo tiriamas kaip pagrindinis komponentas formuojant pagrindines chemines medžiagas. Oksidacinis chlorinimas yra vienas iš siūlomų būdų gauti vinilo chloridą (PVC komponentą), kuris pakeičia kitus ne tokius ekonomiškus ir sudėtingesnius.
Šaltnešis
Galiausiai etanas naudojamas kaip šaltnešis įprastose kriogeninėse sistemose, taip pat parodantis galimybę šaldyti mažus mėginius laboratorijoje analizei.
Tai labai geras vandens pakaitalas, kuris ilgiau užtrunka, kol atvėsti subtilūs mėginiai, taip pat gali sukelti kenksmingų ledo kristalų susidarymą.
Etano rizika
-Etas turi savybę užsidegti, daugiausia tada, kai jungiasi su oru. Esant 3,0–12,5% etano ore, gali susidaryti sprogstamasis mišinys.
- Tai gali apriboti deguonies kiekį ore, kuriame jis randamas, ir dėl šios priežasties jis yra uždusimo rizikos veiksnys žmonėms ir gyvūnams, kurie yra ir yra veikiami.
-Saldinto skysčio pavidalo etanas gali rimtai nudeginti odą, jei ji tiesiogiai liečiasi su ja, taip pat veikia kaip kriogeninė terpė bet kuriam liečiamam objektui, akimirksniu užšaldama.
Skystieji etano garai yra sunkesni už orą ir yra susitelkę žemėje. Tai gali sukelti užsidegimą, kuris gali sukelti degimo grandinės reakciją.
- Nurijus etaną, gali atsirasti pykinimas, vėmimas ir vidinis kraujavimas. Įkvėpimas, be uždusimo, sukelia galvos skausmą, sumišimą ir nuotaikos svyravimą. Mirtis po širdies sustojimo yra įmanoma esant didelei ekspozicijai.
- Tai yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios kartu su metanu ir anglies dioksidu prisideda prie globalinio atšilimo ir klimato pokyčių, kuriuos sukelia žmonių tarša. Laimei, jis yra mažiau gausus ir patvarus nei metanas ir sugeria mažiau radiacijos nei metanas.
Nuorodos
- Britannica, E. (nd). Etanas. Gauta iš britannica.com
- Nes, G. V. (nd). Etano, etileno ir acetileno kristalų struktūros ir elektronų tankio pasiskirstymas. Susigrąžinta iš rug.nl
- Sklypai, G. (sf). Etanas: šaltiniai ir kriauklės. Gauta iš svetainių.google.com
- „SoftSchools“. (sf). Etano formulė. Atkurta iš softschools.com
- Vikipedija. (sf). Etanas. Gauta iš en.wikipedia.org