Propan är en organisk förening, den tredje representanten för alkaner i den homologa serien. Vid rumstemperatur är det en färglös och luktfri gas. Den kemiska formeln för propan är C3H8. Brand- och explosionsrisk. Det har liten toxicitet. Den har en mild effekt på nervsystemet och har narkotiska egenskaper.
Byggnad
Propan är ett mättat kolväte som består av tre kolatomer. Av denna anledning har den en krökt form, men på grund av den konstanta rotationen runt bindningsaxlarna finns det flera molekylära konformationer. Bindningarna i molekylen är kovalenta: C-C opolär, C-H svagt polär. På grund av detta är de svåra att bryta, och ämnet är ganska svårt att komma in i kemiska reaktioner. Detta sätter alla kemiska egenskaper hos propan. Den har inga isomerer. Den molära massan av propan är 44,1 g/mol.
Metoder för att erhålla
Propan syntetiseras nästan aldrig på konstgjord väg i industrin. Den isoleras från naturgas och olja genom destillation. För detta finns detspeciella produktionsenheter.
I laboratoriet kan propan erhållas genom följande kemiska reaktioner:
- Hydrogenering av propen. Denna reaktion inträffar endast när temperaturen stiger och i närvaro av en katalysator (Ni, Pt, Pd).
- Reduktion av alkanhalogenider. Olika halogenider använder olika reagens och förhållanden.
- Wurtz-syntes. Dess kärna är att två haloaclkanmolekyler binder till en och reagerar med en alkalimetall.
- Dekarboxylering av smörsyra och dess s alter.
Propans fysiska egenskaper
Som redan nämnts är propan en färglös och luktfri gas. Det är olösligt i vatten och andra polära lösningsmedel. Men det löser sig i vissa organiska ämnen (metanol, aceton och andra). Vid -42, 1 °C blir det flytande och vid -188 °C blir det fast. Brandfarligt eftersom det bildar brandfarliga och explosiva blandningar med luft.
Kemiska egenskaper hos propan
De representerar typiska egenskaper hos alkaner.
- Katalytisk dehydrering. Utförs vid 575 °C med en krom(III)oxid- eller aluminiumoxidkatalysator.
- Halogenering. Klorering och bromering kräver ultraviolett strålning eller förhöjd temperatur. Klor ersätter övervägande den yttre väteatomen, även om i vissa molekyler den mellersta ersätts. En ökning av temperaturen kan leda till en ökning av utbytet av 2-klorpropan. Klorpropan kan halogeneras ytterligare för att bilda diklorpropan, triklorpropan och så vidare.
Mekanismen för halogeneringsreaktioner är kedja. Under inverkan av ljus eller hög temperatur sönderdelas halogenmolekylen till radikaler. De interagerar med propan och tar bort en väteatom från den. Som ett resultat bildas ett fritt snitt. Den interagerar med halogenmolekylen och bryter den igen till radikaler.
Bromering sker med samma mekanism. Jodisering kan endast utföras med speciella jodh altiga reagenser, eftersom propan inte interagerar med ren jod. Vid interaktion med fluor sker en explosion, ett polysubstituerat propanderivat bildas.
Nitrering kan utföras med utspädd salpetersyra (Konovalov-reaktion) eller kväveoxid (IV) vid förhöjd temperatur (130-150 °C).
Sulfonoxidation och sulfoklorering utförs med UV-ljus.
Propanförbränningsreaktion: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Det är också möjligt att utföra mildare oxidation med vissa katalysatorer. Förbränningsreaktionen för propan kommer att vara annorlunda. I detta fall erhålls propanol, propanal eller propionsyra.syra. Förutom syre kan peroxider (oftast väteperoxid), övergångsmetalloxider, krom (VI) och mangan (VII) föreningar användas som oxidationsmedel.
Propan reagerar med svavel och bildar isopropylsulfid. För detta används tetrabrometan och aluminiumbromid som katalysatorer. Reaktionen fortgår vid 20°C under två timmar. Reaktionsutbytet är 60%.
Med samma katalysatorer kan den reagera med kolmonoxid (I) för att bilda isopropylester av 2-metylpropansyra. Reaktionsblandningen efter reaktionen måste behandlas med isopropanol. Så vi har övervägt de kemiska egenskaperna hos propan.
Application
På grund av sin goda brännbarhet används propan i vardagen och industrin som bränsle. Det kan även användas som bränsle för bilar. Propan brinner vid nästan 2000°C, varför det används för svetsning och skärning av metall. Propanbrännare värmer bitumen och asf alt vid vägbyggen. Men ofta använder marknaden inte ren propan, utan dess blandning med butan (propan-butan).
Hur konstigt det än kan tyckas, har det även funnits i livsmedelsindustrin som tillsats E944. På grund av dess kemiska egenskaper används propan där som lösningsmedel för doftämnen och även för behandling av oljor.
En blandning av propan och isobutan används som köldmedium R-290a. Det är effektivare än äldre köldmedier och är dessutom miljövänligt eftersom det inte bryter ned ozonskiktet.
Bra applikationpropan som finns i organisk syntes. Det används för att tillverka polypropen och olika typer av lösningsmedel. Vid oljeraffinering används den för deasf altering, det vill säga minska andelen tunga molekyler i bitumenblandningen. Detta är nödvändigt för återvinning av gammal asf alt.
