Kimya baxımından propan alkanların tipik xassələrinə malik doymuş karbohidrogendir. Lakin istehsalın bəzi sahələrində propan dedikdə iki maddənin - propan və butanın qarışığı başa düşülür. Sonra propanın nə olduğunu və nə üçün butanla qarışdırıldığını anlamağa çalışacağıq.
Molekulun quruluşu
Hər bir propan molekulu bir-biri ilə sadə tək bağlarla bağlanmış üç karbon atomundan və səkkiz hidrogen atomundan ibarətdir. C3H8 molekulyar formuluna malikdir. Propandakı CC bağları kovalent qeyri-qütbdür, lakin C-H cütlüyündə karbon bir az daha elektronmənfidir və ümumi elektron cütünü bir qədər özünə doğru çəkir, bu da bağın kovalent qütblü olması deməkdir. Karbon atomlarının sp3-hibridləşmə vəziyyətində olması səbəbindən molekul ziqzaq quruluşa malikdir. Lakin, bir qayda olaraq, molekulun xətti olduğu deyilir.
Butan molekulunda dörd karbon atomu var С4Н10 və onun iki izomeri var: n-butan (var xətti struktur) və izobutan (varbudaqlanmış quruluş). Çox vaxt onlar alındıqdan sonra ayrılmırlar, lakin qarışıq şəklində mövcuddurlar.
Fiziki xüsusiyyətlər
Propan rəngsiz və qoxusuz qazdır. Suda çox zəif həll olunur, lakin xloroform və dietil efirdə yaxşı həll olunur. tpl=-188 °С-də əriyir və tkip=-42 °С-də qaynayır. Havadakı konsentrasiyası 2%-i keçəndə partlayıcı olur.
Propan və butanın fiziki xassələri çox yaxındır. Hər iki butan da normal şəraitdə qaz halına malikdir və qoxusuzdur. Suda praktiki olaraq həll olunmur, lakin üzvi həlledicilərlə yaxşı qarşılıqlı təsir göstərir.
Bu karbohidrogenlərin aşağıdakı xüsusiyyətləri də sənayedə vacibdir:
- Sıxlıq (kütlənin bədənin həcminə nisbəti). Maye propan-butan qarışıqlarının sıxlığı əsasən karbohidrogenlərin tərkibi və temperaturla müəyyən edilir. Temperatur yüksəldikcə həcmli genişlənmə baş verir və mayenin sıxlığı azalır. Artan təzyiqlə maye propan və butanın həcmi sıxılır.
- Özlülük (qaz və ya maye vəziyyətdə olan maddələrin kəsmə qüvvələrinə müqavimət göstərmək qabiliyyəti). Maddələrdə molekulların yapışma qüvvələri ilə müəyyən edilir. Propanın butanla maye qarışığının özlülüyü temperaturdan asılıdır (artımla, özlülük azalır), lakin təzyiqin dəyişməsi bu xüsusiyyətə az təsir edir. Qazlar isə artan temperaturla öz viskozitesini artırır.
Təbiətdə tapmaq və üsullar əldə etmək
Propanın əsas təbii mənbələri neft vəqaz yataqları. Təbii qazda (0,1-dən 11,0%-ə qədər) və səmt neft qazlarında olur. Yağın distillə edilməsi prosesində çoxlu butan əldə edilir - onun komponentlərinin qaynama nöqtələrinə əsaslanaraq fraksiyalara ayrılır. Neft emalının kimyəvi üsullarından katalitik krekinq ən böyük əhəmiyyət kəsb edir ki, bu zaman yüksək molekullu alkanların zənciri qırılır. Bu halda propan bu prosesin bütün qaz məhsullarının təxminən 16-20%-ni təşkil edir:
СΗ3-СΗ2-СΗ2-СΗ 2-СΗ2-СΗ2-СΗ2-СΗ 3 ―> СΗ3-СΗ2-СΗ3 + SN 2=CΗ-CΗ2-CΗ2-CΗ3
Müxtəlif növ kömür və kömür qatranının hidrogenləşməsi zamanı böyük miqdarda propan əmələ gəlir, onlar hasil edilən bütün qazların həcminin 80%-nə çatır.
Həmçinin Fişer-Tropş üsulu ilə propanın əldə edilməsi də geniş yayılmışdır ki, bu da yüksək temperaturda və müxtəlif katalizatorların iştirakı ilə CO və H2-nin qarşılıqlı təsirinə əsaslanır. təzyiq:
nCO + (2n + 1)Η2 ―> C Η2n+2 + nΗ2O
3CO + 7Η2 ―> C3Η8 + 3Η 2O
Butanın sənaye həcmləri də neft və qazın emalı zamanı fiziki və kimyəvi üsullarla təcrid olunur.
Kimyəvi xassələri
Molekulların struktur xüsusiyyətlərindənpropan və butanın fiziki və kimyəvi xassələrindən asılıdır. Doymuş birləşmələr olduğundan əlavə reaksiyalar onlar üçün xarakterik deyil.
1. əvəzetmə reaksiyaları. Ultrabənövşəyi işığın təsiri altında hidrogen asanlıqla xlor atomları ilə əvəz olunur:
CH3-CH2-CH3 + Cl 2 ―> CH3-CH(Cl)-CH3 + HCl
Azot turşusu məhlulu ilə qızdırıldıqda H atomu NO qrupu ilə əvəz olunur2:
СΗ3-СΗ2-СΗ3 + ΗNO 3 ―> СΗ3-СΗ (NO2)-СΗ3 + H2O
2. Parçalanma reaksiyaları. Nikel və ya palladiumun iştirakı ilə qızdırıldıqda iki hidrogen atomu parçalanır və molekulda çoxsaylı bağ əmələ gəlir:
CΗ3-CΗ2-CΗ3 ―> CΗ 3-СΗ=СΗ2 + Η2
3. parçalanma reaksiyaları. Bir maddə təxminən 1000 ° C temperatura qədər qızdırıldıqda, piroliz prosesi baş verir ki, bu da molekulda mövcud olan bütün kimyəvi bağların qırılması ilə müşayiət olunur:
C3H8 ―> 3C + 4H2
4. yanma reaksiyaları. Bu karbohidrogenlər tüstüsüz alovla yanır, böyük miqdarda istilik buraxır. Nə propan qaz sobalarından istifadə edən bir çox evdar qadına məlumdur. Reaksiya karbon qazı və su buxarı əmələ gətirir:
C3N8 + 5O2―> 3CO 2 + 4H2O
Oksigen çatışmazlığı şəraitində propanın yanması hisin yaranmasına və karbonmonoksit molekullarının əmələ gəlməsinə səbəb olur:
2C3H8 + 7O2―> 6SO + 8H 2O
C3H8 + 2O2―> 3C + 4H2O
Tətbiq
Propan yanacaq kimi aktiv şəkildə istifadə olunur, çünki onun yanması zamanı 2202 kJ/mol istilik ayrılır, bu çox yüksək göstəricidir. Oksidləşmə prosesində kimyəvi sintez üçün lazım olan bir çox maddə propandan, məsələn, spirtlərdən, asetondan, karboksilik turşulardan əldə edilir. Həlledici kimi istifadə edilən nitropropanları əldə etmək lazımdır.
Qida sənayesində istifadə olunan yanacaq kimi E944 kodu var. İzobutanla qarışığı müasir, ekoloji cəhətdən təmiz soyuducu kimi istifadə olunur.
Propan-butan qarışığı
Onun təbii qaz da daxil olmaqla digər yanacaqlara nisbətən bir çox üstünlükləri var:
- yüksək səmərəlilik;
- qaz halına asan qayıdış;
- mühit temperaturunda yaxşı buxarlanma və yanma.
Propan bu keyfiyyətlərə tam cavab verir, lakin temperatur -40°C-ə düşəndə butanlar bir qədər pis buxarlanır. Əlavələr bu çatışmazlığı düzəltməyə kömək edir, ən yaxşısı propandır.
Propan-butan qarışığı qızdırmaq və bişirmək, metalların qazla qaynaqlanması və onların kəsilməsi, nəqliyyat vasitələri üçün yanacaq və kimyəvi maddələr üçün istifadə olunur.sintez.
