Propan er en organisk forbindelse, den tredje representanten for alkaner i den homologe serien. Ved romtemperatur er det en fargeløs og luktfri gass. Den kjemiske formelen til propan er C3H8. Brann- og eksplosjonsfare. Den har liten toksisitet. Den har en mild effekt på nervesystemet og har narkotiske egenskaper.
Bygning
Propan er et mettet hydrokarbon som består av tre karbonatomer. Av denne grunn har den en buet form, men på grunn av den konstante rotasjonen rundt bindingsaksene er det flere molekylære konformasjoner. Bindingene i molekylet er kovalente: C-C upolare, C-H svakt polare. På grunn av dette er de vanskelige å bryte, og stoffet er ganske vanskelig å delta i kjemiske reaksjoner. Dette setter alle de kjemiske egenskapene til propan. Den har ingen isomerer. Den molare massen til propan er 44,1 g/mol.
Få fremgangsmåter
Propan syntetiseres nesten aldri kunstig i industrien. Den er isolert fra naturgass og olje ved destillasjon. For dette er detspesielle produksjonsenheter.
I laboratoriet kan propan fås ved følgende kjemiske reaksjoner:
- Hydrogenering av propen. Denne reaksjonen skjer bare når temperaturen stiger og i nærvær av en katalysator (Ni, Pt, Pd).
- Reduksjon av alkanhalogenider. Ulike halogenider bruker forskjellige reagenser og betingelser.
- Wurtz-syntese. Essensen er at to haloaclkan-molekyler binder seg til ett og reagerer med et alkalimetall.
- Dekarboksylering av smørsyre og dens s alter.
Fysiske egenskaper til propan
Som allerede nevnt er propan en fargeløs og luktfri gass. Det er uløselig i vann og andre polare løsemidler. Men det oppløses i noen organiske stoffer (metanol, aceton og andre). Ved -42, 1 °C blir det flytende, og ved -188 °C blir det fast. Brannfarlig, da det danner brennbare og eksplosive blandinger med luft.
Kjemiske egenskaper til propan
De representerer typiske egenskaper for alkaner.
- Katalytisk dehydrogenering. Utføres ved 575 °C ved bruk av en krom(III)oksid- eller aluminiumoksydkatalysator.
- Halogenering. Klorering og bromering krever ultrafiolett stråling eller forhøyet temperatur. Klor erstatter hovedsakelig det ytre hydrogenatomet, men i noen molekyler er det midterste erstattet. En økning i temperatur kan føre til en økning i utbyttet av 2-klorpropan. Klorpropan kan halogeneres ytterligere for å danne diklorpropan, triklorpropan og så videre.
Mekanismen for halogeneringsreaksjoner er kjede. Under påvirkning av lys eller høy temperatur brytes halogenmolekylet ned til radikaler. De samhandler med propan, og tar bort et hydrogenatom fra det. Som et resultat dannes et fritt kutt. Det samhandler med halogenmolekylet, og bryter det igjen i radikaler.
Bromering skjer med samme mekanisme. Jodisering kan bare utføres med spesielle jodholdige reagenser, siden propan ikke interagerer med rent jod. Ved interaksjon med fluor oppstår en eksplosjon, et polysubstituert propanderivat dannes.
Nitrering kan utføres med fortynnet salpetersyre (Konovalov-reaksjon) eller nitrogenoksid (IV) ved forhøyet temperatur (130-150 °C).
Sulfonoksidasjon og sulfoklorering utføres med UV-lys.
Propanforbrenningsreaksjon: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Det er også mulig å utføre mildere oksidasjon ved bruk av visse katalysatorer. Forbrenningsreaksjonen til propan vil være annerledes. I dette tilfellet oppnås propanol, propanal eller propionsyre.syre. I tillegg til oksygen kan peroksider (oftest hydrogenperoksid), overgangsmetalloksider, krom (VI) og mangan (VII) forbindelser brukes som oksidasjonsmidler
Propan reagerer med svovel og danner isopropylsulfid. Til dette brukes tetrabrometan og aluminiumbromid som katalysatorer. Reaksjonen fortsetter ved 20 °C i to timer. Reaksjonsutbyttet er 60%.
Med de samme katalysatorene kan den reagere med karbonmonoksid (I) for å danne isopropylester av 2-metylpropansyre. Reaksjonsblandingen etter reaksjonen må behandles med isopropanol. Så vi har vurdert de kjemiske egenskapene til propan.
Application
På grunn av sin gode brennbarhet, brukes propan i hverdagen og industrien som drivstoff. Den kan også brukes som drivstoff for biler. Propan brenner ved nesten 2000°C, som er grunnen til at det brukes til sveising og skjæring av metall. Propanbrennere varmer opp bitumen og asf alt i veibygging. Men ofte bruker ikke markedet ren propan, men blandingen med butan (propan-butan).
Hvor rart det kan virke, har den også funnet anvendelse i næringsmiddelindustrien som tilsetningsstoff E944. På grunn av sine kjemiske egenskaper brukes propan der som løsningsmiddel for dufter og også til behandling av oljer.
En blanding av propan og isobutan brukes som kjølemiddel R-290a. Det er mer effektivt enn eldre kjølemedier og er også miljøvennlig da det ikke bryter ned ozonlaget.
Flott søknadpropan funnet i organisk syntese. Det brukes til å produsere polypropylen og ulike typer løsemidler. Ved oljeraffinering brukes den til deasf altering, det vil si å redusere andelen tunge molekyler i bitumenblandingen. Dette er nødvendig for gjenvinning av gammel asf alt.
