Nga pikëpamja e kimisë, propani është një hidrokarbur i ngopur me veti tipike të alkaneve. Sidoqoftë, në disa fusha të prodhimit, propani kuptohet si një përzierje e dy substancave - propan dhe butan. Më pas, do të përpiqemi të kuptojmë se çfarë është propani dhe pse është i përzier me butan.
Struktura e molekulës
Çdo molekulë propan përbëhet nga tre atome karboni të lidhur me njëri-tjetrin me lidhje të thjeshta të vetme dhe tetë atome hidrogjeni. Ka formulën molekulare C3H8. Lidhjet C-C në propan janë kovalente jopolare, por në çiftin C-H, karboni është pak më elektronegativ dhe e tërheq paksa çiftin elektronik të përbashkët drejt vetes, që do të thotë se lidhja është polare kovalente. Molekula ka një strukturë zigzag për shkak të faktit se atomet e karbonit janë në një gjendje sp3-hibridizimi. Por, si rregull, molekula thuhet se është lineare.
Ka katër atome karboni në molekulën e butanit С4Н10, dhe ka dy izomerë: n-butan (ka një strukturë lineare) dhe izobutan (kastruktura e degëzuar). Shpesh, ato nuk ndahen pas marrjes, por ekzistojnë si një përzierje.
Vetitë fizike
Propani është një gaz pa ngjyrë dhe pa erë. Ai tretet shumë dobët në ujë, por tretet mirë në kloroform dhe eter dietil. Shkrihet në tpl=-188 °С dhe vlon në tkip=-42 °С. Ai bëhet shpërthyes kur përqendrimi i tij në ajër kalon 2%.
Vetitë fizike të propanit dhe butanit janë shumë të afërta. Të dy butanet gjithashtu kanë një gjendje të gaztë në kushte normale dhe janë pa erë. Praktikisht i pazgjidhshëm në ujë, por ndërvepron mirë me tretësit organikë.
Karakteristikat e mëposhtme të këtyre hidrokarbureve janë gjithashtu të rëndësishme në industri:
- Densiteti (raporti i masës me vëllimin e një trupi). Dendësia e përzierjeve të lëngshme të propan-butanit përcaktohet kryesisht nga përbërja e hidrokarbureve dhe temperatura. Me rritjen e temperaturës, ndodh zgjerimi vëllimor dhe densiteti i lëngut zvogëlohet. Me rritjen e presionit, vëllimi i propanit të lëngshëm dhe butanit kompresohet.
- Viskoziteti (aftësia e substancave në gjendje të gaztë ose të lëngët për t'i rezistuar forcave prerëse). Përcaktohet nga forcat e ngjitjes së molekulave në substanca. Viskoziteti i një përzierjeje të lëngshme të propanit me butan varet nga temperatura (me rritjen e tij, viskoziteti zvogëlohet), por një ndryshim në presion ka pak efekt në këtë karakteristikë. Gazet, nga ana tjetër, rrisin viskozitetin e tyre me rritjen e temperaturës.
Gjetja në natyrë dhe metodat e marrjes
Burimet kryesore natyrore të propanit janë vaji dhefushat e gazit. Përmbahet në gazin natyror (nga 0,1 në 11,0%) dhe në gazrat e naftës shoqëruese. Në procesin e distilimit të vajit përftohet mjaft butan - duke e ndarë atë në fraksione, bazuar në pikat e vlimit të përbërësve të tij. Nga metodat kimike të përpunimit të naftës rëndësi më të madhe ka plasaritja katalitike, gjatë së cilës prishet zinxhiri i alkaneve me molekulare të lartë. Në këtë rast, propani formon rreth 16-20% të të gjitha produkteve të gazta të këtij procesi:
СΗ3-SΗ2-SΗ2-СΗ 2-SΗ2-СΗ2-СΗ2-СΗ 3 ―> СΗ3-СΗ2-СΗ3 + СН 2=CΗ-CΗ2-CΗ2-CΗ3
Sasi të mëdha të propanit formohen gjatë hidrogjenizimit të llojeve të ndryshme të qymyrit dhe katranit të qymyrit, ato arrijnë 80% të vëllimit të të gjithë gazrave të prodhuar.
Është gjithashtu i përhapur marrja e propanit me metodën Fischer-Tropsch, e cila bazohet në ndërveprimin e CO dhe H2 në prani të katalizatorëve të ndryshëm në temperaturë të ngritur dhe presion:
nCO + (2n + 1)Η2 ―> C Η2n+2 + nH2O
3CO + 7Η2 ―> C3Η8 + 3Η 2O
Vëllimet industriale të butanit izolohen gjithashtu gjatë përpunimit të naftës dhe gazit me metoda fizike dhe kimike.
Vetitë kimike
Nga veçoritë strukturore të molekulavevaren nga vetitë fizike dhe kimike të propanit dhe butanit. Duke qenë se janë komponime të ngopura, reaksionet e shtimit nuk janë karakteristikë për to.
1. reaksionet e zëvendësimit. Nën veprimin e dritës ultravjollcë, hidrogjeni zëvendësohet lehtësisht nga atomet e klorit:
CH3-CH2-CH3 + Cl 2 ―> CH3-CH(Cl)-CH3 + HCl
Kur nxehet me një tretësirë të acidit nitrik, atomi H zëvendësohet nga grupi NO2:
СΗ3-СΗ2-СΗ3 + HNO 3 ―> СΗ3-SΗ (NO2)-СΗ3 + H2O
2. Reaksionet e ndarjes. Kur nxehen në prani të nikelit ose paladiumit, dy atome hidrogjeni ndahen me formimin e një lidhjeje të shumëfishtë në molekulë:
CΗ3-CΗ2-CΗ3 ―> CΗ 3-СΗ=СΗ2 + Η2
3. reaksionet e dekompozimit. Kur një substancë nxehet në një temperaturë prej rreth 1000 ° C, ndodh procesi i pirolizës, i cili shoqërohet me thyerjen e të gjitha lidhjeve kimike të pranishme në molekulë:
C3H8 ―> 3C + 4H2
4. reaksionet e djegies. Këto hidrokarbure digjen me një flakë jo tymuese, duke lëshuar një sasi të madhe nxehtësie. Çfarë propani është i njohur për shumë amvise që përdorin soba me gaz. Reaksioni prodhon dioksid karboni dhe avull uji:
C3N8 + 5O2―> 3CO 2 + 4H2O
Djegia e propanit në kushtet e mungesës së oksigjenit çon në shfaqjen e blozës dhe formimin e molekulave të monoksidit të karbonit:
2C3H8 + 7O2―> 6SO + 8H 2O
C3H8 + 2O2―> 3C + 4H2O
Aplikacion
Propani përdoret në mënyrë aktive si lëndë djegëse, pasi 2202 kJ / mol nxehtësi lirohet gjatë djegies së tij, kjo është një shifër shumë e lartë. Në procesin e oksidimit, shumë substanca të nevojshme për sintezën kimike merren nga propani, për shembull, alkoolet, acetoni, acidet karboksilike. Është e nevojshme të merren nitropropane të përdorura si tretës.
Si një shtytës që përdoret në industrinë ushqimore, ka kodin E944. I përzier me izobutan, përdoret si një ftohës modern dhe miqësor ndaj mjedisit.
Përzierje propan-butan
Ka shumë përparësi ndaj lëndëve djegëse të tjera, duke përfshirë gazin natyror:
- efikasitet i lartë;
- kthim i lehtë në gjendje të gaztë;
- avullim dhe djegie e mirë në temperaturën e ambientit.
Propani i plotëson plotësisht këto cilësi, por butanet avullohen disi më keq kur temperatura bie në -40°C. Aditivët ndihmojnë në korrigjimin e kësaj mangësie, më i miri prej të cilëve është propani.
Përzierja propan-butan përdoret për ngrohje dhe gatim, për saldimin me gaz të metaleve dhe prerjen e tyre, si lëndë djegëse për automjete dhe për kimikatesintezë.
