Propana: sifat kimia, struktur, pengeluaran, aplikasi

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 17:53

Propana ialah sebatian organik, wakil ketiga alkana dalam siri homolog. Pada suhu bilik, ia adalah gas tidak berwarna dan tidak berbau. Formula kimia propana ialah C₃H_{8. Bahaya kebakaran dan letupan. Ia mempunyai sedikit ketoksikan. Ia mempunyai kesan ringan pada sistem saraf dan mempunyai sifat narkotik.}

Bangunan

Propana ialah hidrokarbon tepu yang terdiri daripada tiga atom karbon. Atas sebab ini, ia mempunyai bentuk melengkung, tetapi disebabkan oleh putaran berterusan di sekeliling paksi ikatan, terdapat beberapa konformasi molekul. Ikatan dalam molekul adalah kovalen: C-C non-polar, C-H polar lemah. Kerana ini, mereka sukar untuk dipecahkan, dan bahan itu agak sukar untuk masuk ke dalam tindak balas kimia. Ini menetapkan semua sifat kimia propana. Ia tidak mempunyai isomer. Jisim molar propana ialah 44.1 g/mol.

Kaedah mendapatkan

Propana hampir tidak pernah disintesis secara buatan dalam industri. Ia diasingkan daripada gas asli dan minyak melalui penyulingan. Untuk ini adaunit pengeluaran khas.

Di makmal, propana boleh didapati melalui tindak balas kimia berikut:

1. Penghidrogenan propena. Tindak balas ini berlaku hanya apabila suhu meningkat dan dengan kehadiran mangkin (Ni, Pt, Pd).



2. Pengurangan halida alkana. Halida yang berbeza menggunakan reagen dan keadaan yang berbeza.



3. Sintesis Wurtz. Intipatinya ialah dua molekul haloaclkana terikat menjadi satu, bertindak balas dengan logam alkali.



4. Dekarboksilasi asid butirik dan garamnya.

Sifat fizikal propana

Seperti yang telah disebutkan, propana ialah gas tidak berwarna dan tidak berbau. Ia tidak larut dalam air dan pelarut polar lain. Tetapi ia larut dalam beberapa bahan organik (metanol, aseton dan lain-lain). Pada -42, 1 °C ia mencair, dan pada -188 °C ia menjadi pepejal. Mudah terbakar, kerana ia membentuk campuran mudah terbakar dan mudah meletup dengan udara.

Sifat kimia propana

Ia mewakili sifat tipikal alkana.

1. Penyahhidrogenan bermangkin. Dijalankan pada 575 °C menggunakan pemangkin kromium (III) oksida atau alumina.



2. Halogenasi. Pengklorinan dan brominasi memerlukan sinaran ultraungu atau suhu tinggi. Klorin kebanyakannya menggantikan atom hidrogen luar, walaupun dalam beberapa molekul, molekul tengah diganti. Peningkatan suhu boleh menyebabkan peningkatan dalam hasil 2-kloropropana. Kloropropana boleh dihalogenkan lagi untuk membentuk dikloropropana, trikloropropana dan sebagainya.

Mekanisme tindak balas halogenasi ialah rantai. Di bawah tindakan cahaya atau suhu tinggi, molekul halogen terurai menjadi radikal. Mereka berinteraksi dengan propana, mengambil atom hidrogen daripadanya. Akibatnya, potongan bebas terbentuk. Ia berinteraksi dengan molekul halogen, sekali lagi memecahkannya menjadi radikal.

Brominasi berlaku melalui mekanisme yang sama. Iodisasi hanya boleh dilakukan dengan reagen khas yang mengandungi iodin, kerana propana tidak berinteraksi dengan iodin tulen. Apabila berinteraksi dengan fluorin, letupan berlaku, terbitan propana polysubstituted terbentuk.

Pennitratan boleh dilakukan dengan asid nitrik cair (tindak balas Konovalov) atau oksida nitrik (IV) pada suhu tinggi (130-150 °C).

Pengoksidaan sulfonik dan sulfoklorinasi dilakukan dengan cahaya UV.

Tindak balas pembakaran propana: C₃H₈+ 5O₂ → 3CO 2 _{+ 4J}2_O.

Ia juga mungkin untuk menjalankan pengoksidaan yang lebih ringan menggunakan pemangkin tertentu. Tindak balas pembakaran propana akan berbeza. Dalam kes ini, propanol, propanal atau asid propionik diperolehi.asid. Selain oksigen, peroksida (paling kerap hidrogen peroksida), oksida logam peralihan, kromium (VI) dan sebatian mangan (VII) boleh digunakan sebagai agen pengoksidaan.

Propana bertindak balas dengan sulfur untuk membentuk isopropil sulfida. Untuk ini, tetrabromoetana dan aluminium bromida digunakan sebagai pemangkin. Tindak balas berlangsung pada 20 °C selama dua jam. Hasil tindak balas ialah 60%.

Dengan pemangkin yang sama, ia boleh bertindak balas dengan karbon monoksida (I) untuk membentuk isopropil ester asid 2-metilpropanoik. Campuran tindak balas selepas tindak balas mesti dirawat dengan isopropanol. Jadi, kami telah mempertimbangkan sifat kimia propana.

Permohonan

Oleh kerana sifatnya yang mudah terbakar, propana digunakan dalam kehidupan seharian dan industri sebagai bahan api. Ia juga boleh digunakan sebagai bahan api untuk kereta. Propana terbakar pada hampir 2000°C, itulah sebabnya ia digunakan untuk mengimpal dan memotong logam. Penunu propana memanaskan bitumen dan asf alt dalam pembinaan jalan. Tetapi selalunya pasaran tidak menggunakan propana tulen, tetapi campurannya dengan butana (propana-butana).

Walaupun nampaknya pelik, ia juga mendapat aplikasi dalam industri makanan sebagai bahan tambahan E944. Oleh kerana sifat kimianya, propana digunakan di sana sebagai pelarut untuk pewangi dan juga untuk rawatan minyak.

Campuran propana dan isobutana digunakan sebagai penyejuk R-290a. Ia lebih cekap daripada penyejuk lama dan juga mesra alam kerana ia tidak merosakkan lapisan ozon.

Aplikasi yang baguspropana yang terdapat dalam sintesis organik. Ia digunakan untuk menghasilkan polipropilena dan pelbagai jenis pelarut. Dalam penapisan minyak, ia digunakan untuk penyahsf altan, iaitu, mengurangkan bahagian molekul berat dalam campuran bitumen. Ini diperlukan untuk mengitar semula asf alt lama.