Вторая индустриализация России - это комплексный прорыв, в результате которого Россия станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Пропан, получение, свойства, химические реакции

Пропан
Химические соединения и вещества 
Виктор Потехин

Пропан, получение, свойства, химические реакции.

 

 

Пропан, C3H8 – органическое вещество класса алканов. В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе. Образуется также при крекинге нефтепродуктов.

 

Пропан, формула, газ, характеристики

Физические свойства пропана

Химические свойства пропана

Получение пропана

Химические реакции – уравнения получения пропана

Применение и использование пропана

 

Пропан, формула, газ, характеристики:

Пропан (лат. propanum) –  органическое вещество класса алканов, состоящий из трех атомов углерода и восьми атомов водорода.

Химическая формула пропана C3H8, рациональная формула CH3CH2CH3. Изомеров не имеет.

Строение молекулы:

Пропан_молекула

Пропан – бесцветный газ, без вкуса и запаха. Однако в пропан, используемый в качестве технического газа, могут добавляться  одоранты – вещества, имеющие резкий неприятный запах для предупреждения его утечки.

В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе. Для выделения из природного и попутного нефтяного газа производят их очистку и сепарацию газа.

Образуется также при крекинге нефтепродуктов., в т.ч. сланцевой нефти.

Также содержится в сланцевом газе и сжиженном газе (сжиженном природном газе).

Пожаро- и взрывоопасен.

Не растворяется в воде и других полярных растворителях. Зато растворяется в некоторых неполярных органических веществах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и другие).

Пропан по токсикологической характеристике относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасным веществам) по ГОСТ 12.1.007.

 

Физические свойства пропана:

Наименование параметра: Значение:
Цвет без цвета
Запах без запаха
Вкус без вкуса
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) газ
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 1,8641
Плотность (при температуре кипения и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 585
Температура плавления, °C -187,6
Температура кипения, °C -42,09
Температура самовоспламенения, °C 472
Критическая температура*, К 370
Критическое давление, МПа 4,27
Критический удельный объём,  м3/кг 0,00444
Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных от 1,7 до 10,9
Удельная теплота сгорания, МДж/кг 48
Молярная масса, г/моль 44,1

* при температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.

 

Химические свойства пропана:

Пропан трудно вступает в химические реакции. В обычных условиях не реагирует с концентрированными кислотами, расплавленными и концентрированными щелочами, щелочными металлами, галогенами (кроме фтора), перманганатом калия и дихроматом калия в кислой среде.

Химические свойства пропана аналогичны свойствам других представителей ряда алканов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

  1. 1. каталитическое дегидрирование пропана:

CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH3 + H2 (kat = Pt, Ni, Al2O3, Cr2O3, to = 575 °C).

  1. 2. галогенирование пропана:

CH3-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CHBr-CH3 + HBr (hv или повышенная to);

CH3-CH2-CH3 + I2 → CH3-CHI-CH3 + HI (hv или повышенная to).

Реакция носит цепной характер. Молекула брома или йода под действием света распадается на радикалы, затем они атакуют молекулы пропана, отрывая у них атом водорода, в результате этого образуется свободный пропил  CH3-CH·-CH3, который сталкиваются с молекулами брома (йода), разрушая их и образуя новые радикалы йода или брома:

Br2 → Br·+ Br· (hv); – инициирование реакции галогенирования;

CH3-CH2-CH3 + Br· → CH3-CH·-CH3 + HBr; – рост цепи реакции галогенирования;

CH3-CH·-CH3 + Br2 → CH3-CHBr-CH3 + Br·;

CH3-CH·-CH3 + Br· → CH3-CHBr-CH3; – обрыв цепи реакции галогенирования.

Галогенирование — это одна из реакций замещения. В первую очередь галогенируется наименее гидрированый атом углерода (третичный атом, затем вторичный, первичные атомы галогенируются в последнюю очередь). Галогенирование пропана проходит поэтапно – за один этап замещается не более одного атома водорода.

CH3-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CHBr-CH3 + HBr (hv или повышенная to);

CH3-CHBr-CH3 + Br2 → CH3-CBr2-CH3 + HBr (hv или повышенная to);

и т.д.

Галогенирование будет происходить и далее, пока не будут замещены все атомы водорода.

  1. 3. нитрование пропана:

См. нитрование этана.

  1. 4. окисление (горение) пропана:

При избытке кислорода:

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O.

Горит желтым пламенем.

При нехватке кислорода вместо углекислого газа (СО2) получается оксид углерода (СО), при еще меньшем количестве кислорода выделяется мелкодисперсный углерод (в различном виде, в т.ч. в виде графена, фуллерена и пр.) либо их смесь.

  1. 5. сульфохлорирование пропана:

C3H8 + SO2 + Cl2 → C3H7-SO2Cl + … (hv).

  1. 6. сульфоокисление пропана:

2C3H8 + 2SO2 + О2 → 2C3H7-SO2ОН (повышенная to).

 

Получение пропана. Химические реакции – уравнения получения пропана:

Так как пропан в достаточном количестве содержится в природном газе, попутном нефтяном газе и выделяется при крекинге нефтепродуктов, его не получают искусственно. Его выделяют при очистке и сепарации из природного газа, ПНГ и нефти при перегонке.

Пропан в лабораторных условиях получается в результате следующих химических реакций:

  1. 1. гидрирования непредельных углеводородов, например, пропена:

CH3-CH=CH2 + H2 → CH3-CH2-CH3 (kat = Ni, Pt или Pd, повышенная to).

  1. 2. восстановления галогеналканов:

C3H7I + HI → C3H8 + I2 (повышенная to);

C3H7Br + H2 → C3H8 + HBr.

  1. 3. взаимодействия галогеналканов с металлическим щелочным металлом, например, натрием (реакция Вюрца):

C2H5Br + СH3Br + 2Na → CH3-CH2-CH3 + 2NaBr;

C2H5CI + СH3Cl + 2Na → CH3-CH2-CH3 + 2NaCl.

Суть данной реакции в том, что две молекулы галогеналкана связываются в одну, реагируя с щелочным металлом.

  1. 4. декарбоксилирования масляной кислоты и ее солей:

C3H7-COOH + NaOH → C3H8 + Na2CO3 (повышенная to);

C3H7-COONa + NaOH → C3H8 + NaHCO3.

 

Применение и использование пропана:

– в качестве топлива в быту для приготовления пищи в домашних и походных условиях, в транспортных средствах, для обогрева, в отопительных приборах и т.п. Как топливо пропан более удобен, чем метан. Пропан сжижается при комнатной температуре и давлении 12-15 атмосфер, что делает возможным его хранение и транспортировку как в обычных, так и более легких – композитных баллонах. Хранится и перевозится в баллонах ярко-красного цвета;

– для проведения различных технологических операций, например, газопламенных работ, резки металла, сварки металлоконструкций;

– как сырье в химической промышленности для производства других химических веществ, например, растворителей, полипропилена;

– в пищевой промышленности как пищевая добавка E944, используемая в качестве пропеллента;

– как хладагент в холодильниках, холодильных камерах, холодильных установках и системах кондиционирования воздуха. Используется в смеси с изобутаном. Смесь из осушенного чистого пропана (коммерческое обозначение R-290a)  с изобутаном (коммерческое обозначение R-600a) в отличие от других хладагентов не разрушает озонового слоя и обладает низким коэффициентом парникового потенциала (GWP). Смесь подходит для функционального замещения устаревших хладагентов (R-12, R-22, R-134a) в традиционных холодильных установках и системах кондиционирования воздуха.

 

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

 

 

карта сайта

 

газовая газ редуктор газовый баллон метан пропан этан бутан пропен цена купить реакции 1 4 50 3 какой кислород вещество авто температура кг воздух вода
заправка баллонов пропаном
сколько литров стоимость сгорание уравнение реакций давление смесь расход объем литр пропана
сжиженный пропан

 

Коэффициент востребованности 15 902