Propan ist eine organische Verbindung, der dritte Vertreter der Alkane in der homologen Reihe. Bei Raumtemperatur ist es ein farb- und geruchloses Gas. Die chemische Formel von Propan ist C3H8. Brand- und Explosionsgefahr. Es hat eine geringe Toxizität. Es hat eine milde Wirkung auf das Nervensystem und hat narkotische Eigenschaften.
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Propan ist ein gesättigter Kohlenwasserstoff, der aus drei Kohlenstoffatomen besteht. Aus diesem Grund hat es eine gekrümmte Form, aber aufgrund der ständigen Rotation um die Bindungsachsen gibt es mehrere Molekülkonformationen. Die Bindungen im Molekül sind kovalent: C-C unpolar, C-H schwach polar. Aus diesem Grund sind sie schwer zu brechen, und die Substanz ist ziemlich schwierig, chemische Reaktionen einzugehen. Dadurch werden alle chemischen Eigenschaften von Propan festgelegt. Es hat keine Isomere. Die Molmasse von Propan beträgt 44,1 g/mol.
Erlangungsmethoden
Propan wird in der Industrie fast nie künstlich synthetisiert. Es wird durch Destillation aus Erdgas und Öl isoliert. Dafür gibt esspezielle Produktionseinheiten.
Im Labor kann Propan durch folgende chemische Reaktionen gewonnen werden:
- Hydrierung von Propen. Diese Reaktion findet nur bei steigender Temperatur und in Gegenwart eines Katalysators (Ni, Pt, Pd) statt.
- Reduktion von Alkanhalogeniden. Unterschiedliche Halogenide verwenden unterschiedliche Reagenzien und Bedingungen.
- Wurtz-Synthese. Seine Essenz besteht darin, dass sich zwei Haloaclkan-Moleküle zu einem verbinden und mit einem Alkalimetall reagieren.
- Decarboxylierung von Buttersäure und ihren Salzen.
Physikalische Eigenschaften von Propan
Wie bereits erwähnt, ist Propan ein farb- und geruchloses Gas. Es ist in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln unlöslich. Aber es löst sich in einigen organischen Substanzen (Methanol, Aceton und andere). Bei -42,1 °C verflüssigt es sich und bei -188 °C wird es fest. Entzündlich, da es mit Luft brennbare und explosive Gemische bildet.
Chemische Eigenschaften von Propan
Sie stellen typische Eigenschaften von Alkanen dar.
- Katalytische Dehydrierung. Durchgeführt bei 575 °C unter Verwendung eines Chrom(III)-oxid- oder Aluminiumoxid-Katalysators.
- Halogenierung. Chlorierung und Bromierung erfordern ultraviolette Strahlung oder erhöhte Temperatur. Chlor ersetzt überwiegend das äußere Wasserstoffatom, bei manchen Molekülen jedoch das mittlere. Eine Temperaturerhöhung kann zu einer Erhöhung der Ausbeute an 2-Chlorpropan führen. Chlorpropan kann weiter halogeniert werden, um Dichlorpropan, Trichlorpropan usw. zu bilden.
Der Mechanismus von Halogenierungsreaktionen ist eine Kette. Unter Einwirkung von Licht oder hoher Temperatur zerfällt das Halogenmolekül in Radikale. Sie interagieren mit Propan und nehmen ihm ein Wasserstoffatom weg. Dadurch entsteht ein freier Schnitt. Es interagiert mit dem Halogenmolekül und zerlegt es wieder in Radikale.
Die Bromierung erfolgt nach dem gleichen Mechanismus. Eine Jodierung kann nur mit speziellen jodh altigen Reagenzien durchgeführt werden, da Propan keine Wechselwirkung mit reinem Jod eingeht. Bei der Wechselwirkung mit Fluor kommt es zu einer Explosion, ein polysubstituiertes Propanderivat wird gebildet.
Die Nitrierung kann mit verdünnter Salpetersäure (Konovalov-Reaktion) oder Stickstoffmonoxid (IV) bei erhöhter Temperatur (130-150 °C) durchgeführt werden.
Sulfonische Oxidation und Sulfochlorierung werden mit UV-Licht durchgeführt.
Propan-Verbrennungsreaktion: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Mit bestimmten Katalysatoren ist auch eine mildere Oxidation möglich. Die Verbrennungsreaktion von Propan ist anders. Dabei werden Propanol, Propanal oder Propionsäure erh alten. Säure. Als Oxidationsmittel können neben Sauerstoff Peroxide (meistens Wasserstoffperoxid), Übergangsmetalloxide, Chrom(VI)- und Mangan(VII)-Verbindungen verwendet werden.
Propan reagiert mit Schwefel zu Isopropylsulfid. Als Katalysatoren werden dabei Tetrabromethan und Aluminiumbromid eingesetzt. Die Reaktion läuft zwei Stunden bei 20°C ab. Die Reaktionsausbeute beträgt 60 %.
Mit den gleichen Katalysatoren kann es mit Kohlenmonoxid (I) reagieren, um Isopropylester von 2-Methylpropansäure zu bilden. Das Reaktionsgemisch muss nach der Reaktion mit Isopropanol behandelt werden. Also haben wir die chemischen Eigenschaften von Propan betrachtet.
Bewerbung
Propan wird wegen seiner guten Entflammbarkeit im Alltag und in der Industrie als Brennstoff verwendet. Es kann auch als Kraftstoff für Autos verwendet werden. Propan brennt bei fast 2000°C, weshalb es zum Schweißen und Schneiden von Metall verwendet wird. Propangasbrenner erhitzen Bitumen und Asph alt im Straßenbau. Aber oft verwendet der Markt nicht reines Propan, sondern seine Mischung mit Butan (Propan-Butan).
So seltsam es scheinen mag, es hat auch in der Lebensmittelindustrie als Zusatzstoff E944 Anwendung gefunden. Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften wird Propan dort als Lösungsmittel für Duftstoffe und auch zur Behandlung von Ölen eingesetzt.
Als Kältemittel R-290a wird ein Gemisch aus Propan und Isobutan verwendet. Es ist effizienter als ältere Kältemittel und außerdem umweltfreundlich, da es die Ozonschicht nicht abbaut.
Tolle AnwendungPropan in der organischen Synthese gefunden. Es wird zur Herstellung von Polypropylen und verschiedenen Arten von Lösungsmitteln verwendet. In der Ölraffination dient es zur Deasph altierung, also zur Verringerung des Anteils schwerer Moleküle im Bitumengemisch. Dies ist für das Recycling von Altasph alt notwendig.
