ความแตกต่างระหว่างมีเทนกับอีเทน

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

ความแตกต่างที่สำคัญ – มีเทนกับอีเทน

มีเทนและอีเทนเป็นสมาชิกที่เล็กที่สุดในตระกูลอัลเคน สูตรโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ทั้งสองชนิดนี้คือ CH₄ และ C₂H_{6 ตามลำดับ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมีเทนและอีเทนคือโครงสร้างทางเคมีของพวกมัน โมเลกุลอีเทนถือได้ว่าเป็นกลุ่มเมทิลสองกลุ่มที่เชื่อมกันเป็นไดเมอร์ของหมู่เมทิล ความแตกต่างทางเคมีและทางกายภาพอื่นๆ ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของโครงสร้างนี้}

มีเทนคืออะไร

มีเทนเป็นสมาชิกที่เล็กที่สุดในตระกูลอัลเคนที่มีสูตรทางเคมี CH_{4 (อะตอมของไฮโดรเจนสี่อะตอมถูกพันธะกับอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอม)ถือเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติ มีเทนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และรสจืด ยังเป็นที่รู้จักกันในนามคาร์เบน ก๊าซบึง ก๊าซธรรมชาติ คาร์บอนเตตระไฮไดรด์ และไฮโดรเจนคาร์ไบด์ ติดไฟได้ง่ายและไอของมันก็เบากว่าอากาศ}

มีเทนพบได้ตามธรรมชาติใต้พื้นดินและใต้พื้นทะเล มีเทนในชั้นบรรยากาศถือเป็นก๊าซเรือนกระจก มีเทนสลายตัวเป็น CH_{3– โดยมีน้ำในบรรยากาศ}

อีเทนคืออะไร

อีเทนเป็นสารประกอบก๊าซไม่มีสีไม่มีกลิ่นที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน สูตรโมเลกุลและน้ำหนักโมเลกุลคือ C₂H₆ และ 30.07 g·mol^{−1 ตามลำดับ แยกได้จากก๊าซธรรมชาติเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการกลั่นปิโตรเลียมอีเทนมีความสำคัญมากในการผลิตเอทิลีน}

มีเทนกับอีเทนต่างกันอย่างไร

ลักษณะของมีเทนและอีเทน

โครงสร้าง:

มีเทน: สูตรโมเลกุลของมีเทนคือ CH_4, และเป็นตัวอย่างของโมเลกุลทรงสี่เหลี่ยมที่มีพันธะ C–H เทียบเท่ากันสี่พันธะ (พันธะซิกมา) มุมพันธะระหว่างอะตอม H-C-H เท่ากับ 109.5^{0 และพันธะ C-H ทั้งหมดมีค่าเท่ากัน และมีค่าเท่ากับ 108.70 น.}

อีเทน: สูตรโมเลกุลของอีเทนคือ C₂H_{6,และเป็นไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเนื่องจากไม่มีพันธะหลายตัว.}

คุณสมบัติทางเคมี:

มีเทน:

ความเสถียร: มีเทนเป็นโมเลกุลที่มีความเสถียรทางเคมีมากซึ่งไม่ทำปฏิกิริยากับ KMnO₄, K₂Cr ₂O₇, H₂SO₄ หรือ HNO _{3 ภายใต้สภาวะปกติ}

การเผาไหม้: ในที่ที่มีอากาศหรือออกซิเจนมากเกินไป มีเทนจะเผาไหม้ด้วยเปลวไฟที่ไม่เรืองแสงสีฟ้าซีดทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนสูง จึงเป็นเชื้อเพลิงที่ดีเยี่ยม ในที่ที่มีอากาศหรือออกซิเจนไม่เพียงพอ จะเผาไหม้บางส่วนเป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)

ปฏิกิริยาการแทนที่: มีเทนแสดงปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยฮาโลเจน ในปฏิกิริยาเหล่านี้ อะตอมของไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฮาโลเจนในจำนวนที่เท่ากันและเรียกว่า "ฮาโลเจน"” ทำปฏิกิริยากับคลอรีน (Cl) และโบรมีน (Br) เมื่อโดนแสงแดด

ปฏิกิริยากับไอน้ำ: เมื่อผสมก๊าซมีเทนและไอน้ำผ่านนิกเกิลที่ให้ความร้อน (1,000 K) ที่รองรับพื้นผิวอลูมินา ก็จะสามารถผลิตไฮโดรเจนได้

ไพโรไลซิส: เมื่อก๊าซมีเทนถูกทำให้ร้อนถึงประมาณ 1300 K มันจะสลายตัวเป็นคาร์บอนแบล็กและไฮโดรเจน

อีเทน:

ปฏิกิริยา: ก๊าซอีเทน (CH₃CH₃) ทำปฏิกิริยากับไอโบรมีนต่อหน้าแสงเพื่อสร้างโบรมีเทน (CH ₃CH_{2Br) และไฮโดรเจนโบรไมด์ (HBr) มันเป็นปฏิกิริยาการแทนที่ อะตอมของไฮโดรเจนในอีเทนจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมโบรมีน}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

การเผาไหม้: การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของอีเทนทำให้เกิดความร้อน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ 1559.7 kJ/mol (51.9 kJ/g)

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

มันสามารถเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจนมากเกินไป โดยทำให้เกิดคาร์บอนอมอร์ฟัสและคาร์บอนมอนอกไซด์ผสมกัน

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

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

2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H_{2O + พลังงาน ฯลฯ}

คำจำกัดความ:

ปฏิกิริยาการแทนที่: ปฏิกิริยาการแทนที่เป็นปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการกระจัดของหมู่ฟังก์ชันหนึ่งในสารประกอบเคมีและแทนที่ด้วยหมู่ฟังก์ชันอื่น

ใช้:

มีเทน: มีเทนใช้ในกระบวนการทางเคมีทางอุตสาหกรรมหลายอย่าง (ในรูปของเชื้อเพลิง ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติเหลว) และมันถูกขนส่งในรูปของเหลวในตู้เย็น

อีเทน: อีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับมอเตอร์และเป็นสารทำความเย็นสำหรับระบบที่มีอุณหภูมิต่ำมาก มันถูกจัดส่งในถังเหล็กเป็นก๊าซเหลวภายใต้แรงดันไอของตัวเอง