Пропанът е органично съединение, третият представител на алканите в хомоложната серия. При стайна температура е безцветен газ без мирис. Химическата формула на пропана е C3H8. Опасност от пожар и експлозия. Има малка токсичност. Има мек ефект върху нервната система и има наркотични свойства.
Сграда
Пропанът е наситен въглеводород, състоящ се от три въглеродни атома. Поради тази причина той има извита форма, но поради постоянното въртене около осите на връзката има няколко молекулярни конформации. Връзките в молекулата са ковалентни: C-C неполярни, C-H слабо полярни. Поради това те са трудни за счупване и веществото е доста трудно да влезе в химични реакции. Това определя всички химични свойства на пропана. Той няма изомери. Моларната маса на пропана е 44,1 g/mol.
Методи за получаване
Пропанът почти никога не се синтезира изкуствено в индустрията. Изолира се от природен газ и нефт чрез дестилация. За това имаспециални производствени единици.
В лабораторията пропанът може да се получи чрез следните химични реакции:
- Хидрогениране на пропен. Тази реакция се случва само когато температурата се повиши и в присъствието на катализатор (Ni, Pt, Pd).
- Редукция на алканови халиди. Различните халогениди използват различни реагенти и условия.
- Wurtz Synthesis. Същността му е, че две молекули халоакалкан се свързват в една, реагирайки с алкален метал.
- Декарбоксилиране на маслена киселина и нейните соли.
Физични свойства на пропана
Както вече споменахме, пропанът е безцветен газ без мирис. Той е неразтворим във вода и други полярни разтворители. Но се разтваря в някои органични вещества (метанол, ацетон и други). При -42,1 °C се втечнява, а при -188 °C става твърд. Запалим, тъй като образува запалими и експлозивни смеси с въздух.
Химически свойства на пропана
Те представляват типични свойства на алканите.
- Каталитично дехидрогениране. Извършва се при 575 °C с помощта на хромов (III) оксид или алуминиев катализатор.
- Халогениране. Хлорирането и бромирането изискват ултравиолетово лъчение или повишена температура. Хлорът замества предимно външния водороден атом, въпреки че в някои молекули средният се замества. Повишаването на температурата може да доведе до увеличаване на добива на 2-хлоропропан. Хлоропропанът може да бъде допълнително халогениран за образуване на дихлоропропан, трихлорпропан и т.н.
Механизмът на реакциите на халогениране е верижен. Под действието на светлина или висока температура, халогенната молекула се разпада на радикали. Те взаимодействат с пропана, отнемайки от него водороден атом. В резултат на това се образува свободен разрез. Той взаимодейства с халогенната молекула, като отново я разбива на радикали.
Бромирането става по същия механизъм. Йодирането може да се извърши само със специални йод-съдържащи реагенти, тъй като пропанът не взаимодейства с чист йод. При взаимодействие с флуор възниква експлозия, образува се многократно заместено пропаново производно.
Нитрирането може да се извърши с разредена азотна киселина (реакция на Коновалов) или азотен оксид (IV) при повишена температура (130-150 °C).
Сулфоново окисление и сулфохлориране се извършват с UV светлина.
Реакция на горене на пропан: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Възможно е също така да се извърши по-меко окисление с помощта на определени катализатори. Реакцията на горене на пропана ще бъде различна. В този случай се получава пропанол, пропанал или пропионова киселина.киселина. В допълнение към кислорода, пероксиди (най-често водороден пероксид), оксиди на преходни метали, съединения на хром (VI) и манган (VII) могат да се използват като окислители.
Пропанът реагира със сяра, за да образува изопропилсулфид. За това като катализатори се използват тетрабромоетан и алуминиев бромид. Реакцията протича при 20 °С в продължение на два часа. Реакционният добив е 60%.
Със същите катализатори той може да реагира с въглероден оксид (I), за да образува изопропилов естер на 2-метилпропанова киселина. Реакционната смес след реакцията трябва да се третира с изопропанол. И така, разгледахме химичните свойства на пропана.
Заявление
Поради добрата си запалимост, пропанът се използва в ежедневието и индустрията като гориво. Може да се използва и като гориво за автомобили. Пропанът гори при почти 2000°C, поради което се използва за заваряване и рязане на метал. Пропановите горелки загряват битум и асфалт в пътното строителство. Но често пазарът не използва чист пропан, а сместа му с бутан (пропан-бутан).
Колкото и странно да изглежда, той намира приложение и в хранителната индустрия като добавка E944. Поради своите химични свойства, пропанът се използва там като разтворител за аромати, а също и за третиране на масла.
Смес от пропан и изобутан се използва като хладилен агент R-290a. Той е по-ефективен от по-старите хладилни агенти и също така е екологичен, тъй като не разрушава озоновия слой.
Страхотно приложениепропан, открит в органичния синтез. Използва се за производство на полипропилен и различни видове разтворители. В нефтопреработката се използва за деасфалтиране, тоест за намаляване на дела на тежките молекули в битумната смес. Това е необходимо за рециклирането на стар асфалт.
