Etano struktūra, savybės, naudojimo būdai ir rizika

The etanas yra paprastas C formulės angliavandenilis₂H₆ bespalvių ir bekvapių dujų, turinčių labai vertingą ir diversifikuotą naudojimą etileno sintezei, pobūdžiu. Be to, tai yra viena iš sausumos dujų, kurios taip pat aptiktos kitose planetose ir žvaigždžių kūnuose aplink Saulės sistemą. 1834 m. Jį atrado mokslininkas Michael Faraday.

Tarp daugelio organinių junginių, susidarančių anglies ir vandenilio atomų (vadinamų angliavandeniliais), yra tokių, kurie yra dujinės būsenos esant temperatūrai ir aplinkos slėgiui, kurie daugelyje pramonės šakų naudojami labai daug..

Paprastai jie gaunami iš dujinio mišinio, vadinamo „gamtinėmis dujomis“, kuri yra labai vertinga žmonijai ir sudaro metano, etano, propano ir butano metano tipą; pagal anglies atomų kiekį savo grandinėje.

Indeksas

• 1 Cheminė struktūra 
  • 1.1. Etano sintezė
• 2 Ypatybės
  • 2.1. Etano tirpumas
  • 2.2 Etano kristalizacija
  • 2.3. Etano deginimas
  • 2.4 Etanas atmosferoje ir dangaus kūnuose
• 3 Naudojimas
  • 3.1. Etileno gamyba
  • 3.2 Pagrindinių cheminių medžiagų mokymas
  • 3.3 Šaldymo agentas
• 4 Etano rizika
• 5 Nuorodos

Cheminė struktūra 

Etanas yra molekulė, turinti formulę C₂H₆, paprastai laikoma dviejų metilo grupių sąjunga (-CH₃) sudaryti paprasto anglies ir anglies junginio angliavandenilį. Jis taip pat yra paprasčiausias organinis junginys po metano, kuris yra toks:

H₃C-CH₃

Anglies atomai šioje molekulėje turi hibridizaciją³, todėl molekulinės jungtys yra laisvos.

Taip pat yra vidinis etano fenomenas, kuris grindžiamas tos pačios molekulinės struktūros rotacija ir mažiausia energija, reikalinga 360 laipsnių jungties sukimui, kurį mokslininkai pavadino „etano barjeru“..

Dėl šios priežasties etanas gali pasireikšti įvairiose konfigūracijose pagal jo sukimąsi, net jei jo stabilesnė konformacija egzistuoja, kai vandeniliai yra priešingi vienas kitam (kaip parodyta paveiksle)..

Etano sintezė

Etanas gali būti lengvai sintezuojamas iš Kolbe elektrolizės, organinių reakcijų, kuriose vyksta du etapai: dviejų karboksirūgščių elektrocheminis dekarboksilinimas (karboksilo grupės pašalinimas ir anglies dioksido išsiskyrimas) ir produktų derinys. tarpiniai produktai, sudarantys kovalentinę jungtį.

Panašiai, acto rūgšties elektrolizė lemia etano ir anglies dioksido susidarymą, ir ši reakcija naudojama pirmajai sintezei..

Acto anhidrido oksidavimas peroksidais, panašus į Kolbe elektrolizę, taip pat lemia etano susidarymą..

Tuo pačiu būdu, jis gali būti efektyviai atskirtas nuo gamtinių dujų ir metano skystinimo būdu, naudojant kriogenines sistemas, skirtas užfiksuoti šią dujas ir atskirti jį nuo mišinių su kitomis dujomis..

Šiam vaidmeniui pirmenybė teikiama turbokompresijos procesui: dujų mišinys prasiskverbia pro turbiną, sukurdamas jo išplitimą, kol jo temperatūra nukrenta žemiau -100ºC.

Jau šiuo metu mišinio sudedamąsias dalis galima diferencijuoti, kad skystas etanas būtų atskirtas nuo dujinio metano ir kitų rūšių, naudojamų naudojant distiliavimą..

Savybės

Etanas gamtoje yra bekvapė ir bespalvė dujų temperatūra esant standartiniam slėgiui ir temperatūrai (1 atm ir 25 ° C). Jo virimo temperatūra yra -88,5 ° C ir lydymosi temperatūra -182,8 ° C. Be to, tai neturi įtakos stiprioms rūgštims ar bazėms.

Tirpumas etanolyje

Etano molekulės yra simetriškos ir turi silpną traukos jėgą, kuri juos kartu palaiko, vadinamos dispersijos jėga.

Kai etanas bandomas ištirpti vandenyje, traukos jėgos, susidariusios tarp dujų ir skysčio, yra labai silpnos, todėl labai sunku sujungti etaną su vandens molekulėmis.

Dėl šios priežasties etano tirpumas yra žymiai mažas, šiek tiek didėjant, kai padidėja sistemos slėgis.

Etano kristalizacija

Etanas gali būti kietinamas, todėl susidaro nestabilūs etano kristalai su kubine kristaline struktūra.

Kai temperatūra mažėja virš -183,2 ° C, ši struktūra tampa monoklinine, padidindama jo molekulės stabilumą.

Etano deginimas

Šis angliavandenilis, nors ir nėra plačiai naudojamas kaip kuras, gali būti naudojamas degimo procesuose, kad susidarytų anglies dioksidas, vanduo ir šiluma.

2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O + 3120 kJ

Taip pat yra galimybė deginti šią molekulę be perteklinio deguonies, kuris yra žinomas kaip „neišsamiai sudegus“, ir dėl to nepageidaujamoje reakcijoje susidaro amorfinė anglis ir anglies monoksidas, priklausomai nuo deguonies kiekio. :

2C₂H₆ + 3O₂ → 4C + 6H₂O + šiluma

2C₂H₆ + 4O₂ → 2C + 2CO + 6H₂O + šiluma

2C₂H₆ + 5O₂ → 4CO + 6H₂O + šiluma

Šioje srityje degimas vyksta per keletą laisvųjų radikalų reakcijų, kurios yra sunumeruotos šimtuose skirtingų reakcijų. Pavyzdžiui, junginiai, tokie kaip formaldehidas, acetaldehidas, metanas, metanolis ir etanolis, gali būti susidarę neužbaigtose degimo reakcijose..

Tai priklausys nuo reakcijos sąlygų ir su tuo susijusių laisvųjų radikalų reakcijų. Etilenas taip pat gali būti susidaręs aukštoje temperatūroje (600–900 ° C), o tai yra produktas, kurį pramonė labai pageidauja.

Etanas atmosferoje ir dangaus kūnuose

Etanas yra Žemės planetos atmosferoje pėdsakuose, ir įtariama, kad žmogus sugebėjo padvigubinti šią koncentraciją, nes pradėjo praktikuoti pramoninę veiklą.

Mokslininkai mano, kad didžioji dalis etano atmosferoje susidaro dėl iškastinio kuro deginimo, nors pasaulinė etano emisija sumažėjo beveik perpus, nes pagerėjo skalūnų dujų gamybos technologijos (a. gamtinių dujų šaltinis).

Šią rūšį natūraliai gamina saulės spindulių poveikis atmosferos metanui, kuris rekombinuoja ir sudaro etano molekulę..

Etanas egzistuoja skystoje padėtyje ant Titano, vieno iš Saturno mėnulių, paviršiaus. Tai didesnė dalis Vid Flumina upėje, kuri per vieną jūrą teka daugiau nei 400 kilometrų. Taip pat buvo įrodytas šis junginys kometose ir Pluto paviršiuje.

Naudojimas

Etileno gamyba

Etano naudojimas daugiausia grindžiamas etileno, labiausiai pasaulyje naudojamo ekologiško produkto, gamyba, naudojant garų krekingo procesą..

Šis procesas apima etano praskiedimą garais į orkaitę, greitai kaitinant jį be deguonies.

Reakcija vyksta esant labai aukštai temperatūrai (tarp 850 ir 900 ºC), tačiau buvimo laikas (laikas, praleistas etano viduje orkaitėje) turi būti trumpas, kad reakcija būtų veiksminga. Aukštesnėje temperatūroje susidaro daugiau etileno.

Pagrindinių cheminių medžiagų mokymas

Etanas taip pat buvo tiriamas kaip pagrindinis pagrindinių chemikalų formavimo komponentas. Oksidacinis chloravimas yra vienas iš procesų, siūlomų gauti vinilo chloridą (PVC komponentą), pakeičiant pigesnius ir sudėtingesnius..

Aušinimo skystis

Galiausiai etanas yra naudojamas kaip šaltnešis įprastose kriogeninėse sistemose, taip pat parodo, kad laboratorijoje yra galimybė užšaldyti mažus mėginius..

Tai labai geras vandens pakaitalas, kuris užtrunka ilgiau, kol ataušins subtilius mėginius, taip pat gali sukelti žalingų ledų kristalų susidarymą.

Etano rizika

-Etanas turi galimybę užsidegti, ypač kai jis jungiasi su oru. 3,0–12,5% etano kiekio ore gali susidaryti sprogusis mišinys.

-Jis gali apriboti deguonį ore, kuriame jis randamas, ir dėl šios priežasties jis yra užsikimšimo rizikos veiksnys žmonėms ir gyvūnams, kurie yra ir yra veikiami.

-Etanas, užšaldytas skystoje formoje, gali smarkiai sudeginti odą, jei jis tiesiogiai liečiasi su juo, ir taip pat veikia kaip kriogeninė terpė bet kokiam jo paliestiems daiktams, užšaldant ją momentais.

-Skysto etano garai yra sunkesni už orą ir yra koncentruoti ant žemės, todėl gali kilti uždegimo pavojus, dėl kurio gali susidaryti grandinės degimo reakcija..

-Prarijus etaną gali atsirasti pykinimas, vėmimas ir vidinis kraujavimas. Įkvėpus, be uždusimo, atsiranda galvos skausmas, sumišimas ir nuotaikos svyravimai. Mirtis dėl širdies sustojimo galima esant dideliam poveikiui.

-Tai yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios kartu su metanu ir anglies dioksidu prisideda prie visuotinio atšilimo ir klimato kaitos, kurią sukelia žmonių tarša. Laimei, jis yra mažiau gausus ir patvarus nei metanas, ir sugeria mažiau spinduliuotės.

Nuorodos

1. Britannica, E. (s.f.). Etanas. Gauta iš britannica.com
2. Nes, G. V. (s.f.). Etano, etileno ir acetileno vienakristalinės struktūros ir elektronų tankio pasiskirstymas. Susigrąžinta iš rug.nl
3. Sklypai, G. (s.f.). Etanas: šaltiniai ir kriauklės. Gauta iš svetainių.google.com
4. „SoftSchools“. (s.f.). Etano formulė. Atkurta iš softschools.com
5. Vikipedija. (s.f.). Etanas. Gauta iš en.wikipedia.org