Propan je organska spojina, tretji predstavnik alkanov v homolognem nizu. Pri sobni temperaturi je plin brez barve in vonja. Kemična formula propana je C3H8. Nevarnost požara in eksplozije. Ima malo strupenosti. Ima blag učinek na živčni sistem in ima narkotične lastnosti.
zgradba
Propan je nasičen ogljikovodik, sestavljen iz treh ogljikovih atomov. Zaradi tega ima ukrivljeno obliko, vendar zaradi stalnega vrtenja okoli osi vezi obstaja več molekularnih konformacij. Vezi v molekuli so kovalentne: C-C nepolarne, C-H šibko polarne. Zaradi tega jih je težko razbiti, snov pa precej težko vstopi v kemične reakcije. To določa vse kemične lastnosti propana. Nima izomerov. Molarna masa propana je 44,1 g/mol.
Načini pridobivanja
Propan se v industriji skoraj nikoli ne sintetizira umetno. Izolira se iz zemeljskega plina in nafte z destilacijo. Za to obstajajoposebne proizvodne enote.
V laboratoriju je propan mogoče dobiti z naslednjimi kemičnimi reakcijami:
- Hidrogenacija propena. Ta reakcija se pojavi samo, ko se temperatura dvigne in v prisotnosti katalizatorja (Ni, Pt, Pd).
- Zmanjšanje alkanskih halogenidov. Različni halogenidi uporabljajo različne reagente in pogoje.
- Wurtzova sinteza. Njegovo bistvo je, da se dve molekuli haloaklana vežeta v eno in reagirata z alkalijsko kovino.
- Dekarboksilacija maslene kisline in njenih soli.
Fizikalne lastnosti propana
Kot že omenjeno, je propan plin brez barve in vonja. Je netopen v vodi in drugih polarnih topilih. Vendar se raztopi v nekaterih organskih snoveh (metanol, aceton in drugi). Pri -42,1 °C se utekočini, pri -188 °C pa postane trdna. Vnetljivo, saj z zrakom tvori vnetljive in eksplozivne zmesi.
Kemijske lastnosti propana
Predstavljajo tipične lastnosti alkanov.
- Katalitična dehidrogenacija. Izvedeno pri 575 °C z uporabo kromovega (III) oksida ali katalizatorja aluminijevega oksida.
- Halogenacija. Kloriranje in bromiranje zahtevata ultravijolično sevanje ali povišano temperaturo. Klor pretežno nadomešča zunanji vodikov atom, čeprav je v nekaterih molekulah nadomeščen srednji. Zvišanje temperature lahko povzroči povečanje donosa 2-kloropropana. Kloropropan lahko nadalje halogeniramo, da nastane dikloropropan, trikloropropan itd.
Mehanizem reakcij halogeniranja je verižni. Pod vplivom svetlobe ali visoke temperature se molekula halogena razgradi na radikale. Vzajemno delujejo s propanom in mu odvzamejo atom vodika. Posledično se oblikuje prosti rez. Vzajemno deluje z molekulo halogena in jo ponovno razbije na radikale.
Bromiranje poteka po istem mehanizmu. Jodiranje je mogoče izvesti le s posebnimi reagenti, ki vsebujejo jod, saj propan ne vpliva na čisti jod. Pri interakciji s fluorom pride do eksplozije, nastane polisubstituiran derivat propana.
Nitriranje lahko izvedemo z razredčeno dušikovo kislino (Konovalova reakcija) ali dušikovim oksidom (IV) pri povišani temperaturi (130-150 °C).
Sulfonska oksidacija in sulfokloracija se izvajata z UV svetlobo.
Reakcija zgorevanja propana: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Mogoče je izvesti tudi blažjo oksidacijo z uporabo določenih katalizatorjev. Reakcija zgorevanja propana bo drugačna. V tem primeru dobimo propanol, propanal ali propionsko kislino.kisline. Poleg kisika se lahko kot oksidanti uporabljajo peroksidi (najpogosteje vodikov peroksid), oksidi prehodnih kovin, spojine kroma (VI) in mangana (VII).
Propan reagira z žveplom in tvori izopropil sulfid. Za to se kot katalizator uporabljata tetrabromoetan in aluminijev bromid. Reakcija poteka pri 20 °C dve uri. Reakcijski izkoristek je 60%.
Z istimi katalizatorji lahko reagira z ogljikovim monoksidom (I), da tvori izopropil ester 2-metilpropanojske kisline. Reakcijsko zmes po reakciji je treba obdelati z izopropanolom. Torej, upoštevali smo kemične lastnosti propana.
Prijava
Zaradi dobre vnetljivosti se propan uporablja v vsakdanjem življenju in industriji kot gorivo. Lahko se uporablja tudi kot gorivo za avtomobile. Propan gori pri skoraj 2000°C, zato se uporablja za varjenje in rezanje kovin. Propanski gorilniki ogrevajo bitumen in asf alt pri gradnji cest. Toda pogosto trg ne uporablja čistega propana, temveč njegovo mešanico z butanom (propan-butan).
Čeprav se zdi čudno, je našel uporabo tudi v živilski industriji kot dodatek E944. Zaradi svojih kemičnih lastnosti se propan tam uporablja kot topilo za dišave in tudi za obdelavo olj.
Mešanica propana in izobutana se uporablja kot hladilno sredstvo R-290a. Je učinkovitejši od starejših hladilnih sredstev in je tudi okolju prijazen, saj ne tanjša ozonske plasti.
Odlična aplikacijapropan, ki ga najdemo v organski sintezi. Uporablja se za proizvodnjo polipropilena in različnih vrst topil. Pri rafiniranju nafte se uporablja za deasf altiranje, torej zmanjšanje deleža težkih molekul v bitumenski mešanici. To je potrebno za recikliranje starega asf alta.
