ความแตกต่างระหว่างมีเทนกับโพรเพน

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

มีเทนกับโพรเพน

มีเทนและโพรเพนเป็นสมาชิกที่หนึ่งและสามของตระกูลอัลเคน สูตรโมเลกุลของพวกเขาคือ CH₄ และ C₃H_{8 ตามลำดับ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมีเทนและโพรเพนคือโครงสร้างทางเคมี มีเทนประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเพียงอะตอมเดียวและอะตอมของไฮโดรเจนสี่อะตอมในขณะที่โพรเพนมีอะตอมของคาร์บอนสามอะตอมที่มีอะตอมของไฮโดรเจนแปดอะตอม คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของพวกมันแตกต่างกันไปตามความแตกต่างนี้}

มีเทนคืออะไร

มีเทนหรือที่รู้จักในชื่อคาร์เบน ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซในหนอง คาร์บอนเตตระไฮไดรด์ หรือไฮโดรเจนคาร์ไบด์ เป็นสมาชิกที่เล็กที่สุดในตระกูลอัลเคนสูตรทางเคมีของมันคือ CH_{4 (อะตอมของไฮโดรเจนสี่อะตอมถูกพันธะกับอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอม) เป็นองค์ประกอบสำคัญของก๊าซธรรมชาติ มีเทนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และรสจืด ติดไฟได้ง่ายเนื่องจากไอของมันจะเบากว่าอากาศ}

มีเทนสามารถพบได้ตามธรรมชาติใต้พื้นดินและใต้พื้นทะเล มีเทนในชั้นบรรยากาศถือเป็นก๊าซเรือนกระจก มีเทนสลายตัวเป็น CH_{3– โดยมีน้ำในบรรยากาศ}

โพรเพนคืออะไร

โพรเพนเป็นสมาชิกคนที่สามของตระกูลอัลเคน สูตรโมเลกุลของมันคือ C₃H_6, และมวลโมเลกุลเท่ากับ 44.10 g·mol^{−1 มีอยู่ในรูปของก๊าซที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน แต่สามารถบีบอัดเป็นของเหลวที่เคลื่อนย้ายได้ โพรเพนไม่มีอยู่จริงตามธรรมชาติ แต่ได้มาจากกระบวนการกลั่นปิโตรเลียมและเป็นผลพลอยได้จากการแปรรูปก๊าซธรรมชาติ}

โพรเพนเป็นสารที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีพิษ และติดไฟได้ และมีการเติมกลิ่นเชิงพาณิชย์เพื่อระบุการรั่วซึม

มีเทนและโพรเพนต่างกันอย่างไร

ลักษณะของมีเทนและโพรเพน

โครงสร้างโมเลกุล:

มีเทน: สูตรโมเลกุลของมีเทนคือ CH_{4,และเป็นตัวอย่างของโมเลกุลทรงสี่เหลี่ยมที่มีพันธะ C–H เทียบเท่ากันสี่พันธะ (พันธะซิกมา) โครงสร้างแสดงไว้ด้านล่าง}

โพรเพน: สูตรโมเลกุลของอีเทนคือ C₃H_{8,และโครงสร้างดังแสดงไว้ด้านล่าง}

คุณสมบัติทางเคมี:

การเผาไหม้:

มีเทน: มีเธนเผาไหม้ด้วยเปลวไฟที่ไม่เรืองแสงสีฟ้าอ่อนซึ่งทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในที่ที่มีอากาศหรือออกซิเจนมากเกินไป เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนสูง จึงเป็นเชื้อเพลิงที่ดีเยี่ยม

CH₄(g) + 2O₂ → CO₂ + 2H 2_{O + 890 kJ/mol}

เผาไหม้บางส่วนเป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เมื่อมีอากาศหรือออกซิเจนไม่เพียงพอ

2CH₄(g) + 3O₂ → 2CO + 2H_{2O + พลังงาน}

โพรเพน: โพรเพนยังเผาไหม้ในลักษณะเดียวกับอัลเคนอื่นๆ มันเผาไหม้อย่างสมบูรณ์เมื่อมีน้ำที่ผลิตออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไป

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂+ 4H_{2O + 2220 kJ/mol}

ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนเพียงพอสำหรับกระบวนการเผาไหม้ มันจะเผาไหม้เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์และ/หรือเขม่าคาร์บอนอย่างไม่สมบูรณ์

2 C₃H₈ + 9O₂ → 4CO₂ + 2CO + 8H_{2O + ความร้อน}

หรือ

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + ความร้อน}

การเผาไหม้ของโพรเพนนั้นสะอาดกว่าการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินมาก แต่ไม่สะอาดเท่าก๊าซธรรมชาติ

ปฏิกิริยา:

มีเทน: มีเทนแสดงปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยฮาโลเจน ในปฏิกิริยาเหล่านี้ อะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฮาโลเจนในจำนวนที่เท่ากันและเรียกว่า "ฮาโลเจน" ทำปฏิกิริยากับคลอรีน (Cl) และโบรมีน (Br) เมื่อโดนแสงแดด

เมื่อผสมมีเทนและไอน้ำผ่านนิกเกิลที่ร้อน (1,000 K) ที่รองรับพื้นผิวอลูมินา ก็จะสามารถผลิตไฮโดรเจนได้

โพรเพน: โพรเพนยังแสดงปฏิกิริยาฮาโลเจนภายใต้เงื่อนไขพิเศษที่ผลิตผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันในสัดส่วนต่างๆ

CH₃-CH₂-CH₃ + Cl ₂ → CH₃-CH₂-CH₂Cl (45%) + CH₃-CHCl-CH_{3 (55%)}

CH₃-CH₂-CH₃ + Br ₂ → CH₃-CH₂-CH₂Br (3%) + CH₃-CHBr-CH_{3 (97%)}

การใช้มีเทนและโพรเพน

มีเทน: มีเทนใช้ในกระบวนการทางเคมีทางอุตสาหกรรมหลายอย่าง (ในรูปของเชื้อเพลิง ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติเหลว) และมันถูกขนส่งในรูปของเหลวในตู้เย็น

โพรเพน: โดยทั่วไปโพรเพนจะใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ เตาหลอม เตาแบบพกพา คบเพลิงก๊าซออกซิเจน เครื่องทำน้ำอุ่น เครื่องอบผ้า และเครื่องทำความร้อนในบ้าน เป็นหนึ่งในก๊าซปิโตรเลียมเหลว เช่น บิวเทน โพรพิลีน และบิวทิลีน

คำจำกัดความ:

ปฏิกิริยาคายความร้อน: ปฏิกิริยาคายความร้อนคือปฏิกิริยาเคมีที่ปล่อยพลังงานด้วยแสงหรือความร้อน

ปฏิกิริยาการแทนที่: ปฏิกิริยาการแทนที่เป็นปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการกระจัดของหมู่ฟังก์ชันหนึ่งในสารประกอบเคมีและแทนที่ด้วยหมู่ฟังก์ชันอื่น