Ключова разлика - метан срещу етан
Метанът и етанът са най-малките членове на семейството на алканите. Молекулните формули на тези две органични съединения са съответно CH 4 и C 2 H 6. Ключовата разлика между метан и етан е тяхната химическа структура; Етанова молекула може да се разглежда като две метилови групи, съединени като димер на метилови групи. Другите химически и физични разлики възникват главно поради тази структурна разлика.
Какво е метан?
Метанът е най-малкият представител на семейството на алканите с химическата формула CH 4 (четири водородни атома са свързани към един въглероден атом). Счита се за основен компонент на природния газ. Метанът е газ без цвят, мирис и вкус; известен също като карбан, блатен газ, природен газ, въглероден тетрахидрид и водороден карбид. Може лесно да се запали и парите му са по-леки от въздуха.
Метанът се намира естествено под земята и под морското дъно. Атмосферният метан се счита за парников газ. Метанът се разпада на СН 3 - с вода в атмосферата.
Какво е етан?
Етанът е безцветно газообразно съединение без мирис при стандартна температура и налягане. Неговата молекулна формула и молекулно тегло са съответно C 2 H 6 и 30,07 g · mol -1. Той е изолиран от природен газ, като страничен продукт от процеса на рафиниране на нефт. Етанът е много важен при производството на етилен.
Каква е разликата между метан и етан?
Характеристики на метан и етан
Структура:
Метан: Молекулната формула на метана е СН 4 и е пример за тетраедрична молекула с четири еквивалентни връзки C – H (сигма връзки). Ъгълът на връзка между атомите HCH е 109,5 0 и всички CH връзки са еквивалентни и е равен на 108,70 pm.
Етан: Молекулната формула на етан е С 2 Н 6, и е наситен въглеводороден тъй като тя не съдържа множество връзки.
Химични свойства:
Метан:
Стабилност: Метанът е химически много стабилна молекула, която не реагира с KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, H 2 SO 4 или HNO 3 при нормални условия.
Изгаряне: В присъствието на излишен въздух или кислород метанът изгаря с бледосин несветещ пламък, произвеждайки въглероден диоксид и вода. Това е силно екзотермична реакция; следователно се използва като отлично гориво. При наличие на недостатъчно въздух или кислород той частично изгаря в газ от въглероден окис (CO).
Реакции на заместване: Метанът показва реакции на заместване с халогени. В тези реакции един или повече водородни атоми се заменят с равен брой халогенни атоми и това се нарича „халогениране“. Реагира с хлор (Cl) и бром (Br) в присъствието на слънчева светлина.
Реакция с пара: Когато смес от метан и пара преминава през нагрят (1000 К) никел, поддържан върху повърхността на алуминиев триоксид, той може да произведе водород.
Пиролиза: Когато метанът се нагрява до около 1300 К, той се разлага до сажди и водород.
Етан:
Реакции: Етановият газ (CH 3 CH 3) реагира с бромисти пари в присъствието на светлина, образувайки брометан, (CH 3 CH 2 Br) и водороден бромид (HBr). Това е реакция на заместване; водороден атом в етан е заместен с бромен атом.
CH 3 CH 3 + Br 2 à CH 3 CH 2 Br + HBr
Изгаряне: Пълното изгаряне на етан произвежда 1559,7 kJ / mol (51,9 kJ / g) топлина, въглероден диоксид и вода.
2 C 2 H 6 + 7 O 2 → 4 CO 2 + 6 H 2 O + 3120 kJ
Може да се случи и без излишък на кислород, като се получава смес от аморфен въглерод и въглероден оксид.
2 C 2 H 6 + 3 O 2 → 4 C + 6 H 2 O + енергия
2 C 2 H 6 + 5 O 2 → 4 CO + 6 H 2 O + енергия
2 C 2 H 6 + 4 O 2 → 2 C + 2 CO + 6 H 2 O + енергия и т.н.
Определения:
Реакции на заместване: Реакцията на заместване е химична реакция, която включва изместване на една функционална група в химично съединение и заместването й с друга функционална група.
Употреби:
Метан: Метанът се използва в много индустриални химически процеси (като гориво, природен газ, втечнен природен газ) и се транспортира като охладена течност.
Етан: Етанът се използва като гориво за двигатели и като хладилен агент за изключително нискотемпературна система. Той се доставя в стоманени бутилки като втечнен газ под собствено налягане на парите.
