Propan, homolog serideki alkanların üçüncü temsilcisi olan organik bir bileşiktir. Oda sıcaklığında renksiz ve kokusuz bir gazdır. Propanın kimyasal formülü C3H8 şeklindedir. Yangın ve patlama tehlikesi. Çok az toksisiteye sahiptir. Sinir sistemi üzerinde hafif bir etkiye sahiptir ve narkotik özelliklere sahiptir.
Bina
Propan, üç karbon atomundan oluşan doymuş bir hidrokarbondur. Bu nedenle kavisli bir şekle sahiptir, ancak bağ eksenleri etrafındaki sabit dönüş nedeniyle birkaç moleküler konformasyon vardır. Moleküldeki bağlar kovalenttir: C-C polar olmayan, C-H zayıf polar. Bu nedenle kırılmaları zordur ve maddenin kimyasal reaksiyonlara girmesi oldukça zordur. Bu, propanın tüm kimyasal özelliklerini belirler. İzomerleri yoktur. Propanın molar kütlesi 44.1 g/mol'dür.
Alma yöntemleri
Propan, endüstride neredeyse hiçbir zaman yapay olarak sentezlenmez. Damıtma yoluyla doğal gaz ve petrolden izole edilir. Bunun için varözel üretim birimleri.
Laboratuvarda propan aşağıdaki kimyasal reaksiyonlarla elde edilebilir:
- Propenin hidrojenasyonu. Bu reaksiyon yalnızca sıcaklık yükseldiğinde ve bir katalizör (Ni, Pt, Pd) varlığında gerçekleşir.
- Alkan halojenürlerin az altılması. Farklı halojenürler, farklı reaktifler ve koşullar kullanır.
- Wurtz Sentezi. Özü, iki haloackkan molekülünün bir alkali metal ile reaksiyona girerek tek bir moleküle bağlanmasıdır.
- Butirik asit ve tuzlarının dekarboksilasyonu.
Propanın fiziksel özellikleri
Daha önce de belirtildiği gibi, propan renksiz ve kokusuz bir gazdır. Suda ve diğer polar çözücülerde çözünmez. Ancak bazı organik maddelerde (metanol, aseton ve diğerleri) çözünür. -42, 1 °C'de sıvılaşır ve -188 °C'de katı hale gelir. Hava ile yanıcı ve patlayıcı karışımlar oluşturduğu için yanıcıdır.
Propanın kimyasal özellikleri
Alkanların tipik özelliklerini temsil ederler.
- Katalitik dehidrojenasyon. 575 °C'de bir krom (III) oksit veya alümina katalizörü kullanılarak gerçekleştirildi.
- Halojenasyon. Klorlama ve brominasyon, ultraviyole radyasyon veya yüksek sıcaklık gerektirir. Klor, bazı moleküllerde ortadakinin yerini almasına rağmen, ağırlıklı olarak dış hidrojen atomunun yerini alır. Sıcaklıktaki bir artış, 2-kloropropan veriminde bir artışa yol açabilir. Kloropropan ayrıca dikloropropan, trikloropropan ve benzerlerini oluşturmak için halojenlenebilir.
Halojenasyon reaksiyonlarının mekanizması zincirdir. Işık veya yüksek sıcaklık etkisi altında, halojen molekülü radikallere ayrışır. Propan ile etkileşirler ve ondan bir hidrojen atomu alırlar. Sonuç olarak, serbest bir kesim oluşur. Halojen molekülü ile etkileşir ve onu tekrar radikallere ayırır.
Brominasyon aynı mekanizma ile gerçekleşir. Propan saf iyot ile etkileşime girmediğinden, iyotlama yalnızca özel iyot içeren reaktiflerle gerçekleştirilebilir. Flor ile etkileşime girdiğinde bir patlama meydana gelir, çoklu sübstitüe edilmiş bir propan türevi oluşur.
Nitrasyon, seyreltik nitrik asit (Konovalov reaksiyonu) veya nitrik oksit (IV) ile yüksek sıcaklıkta (130-150 °C) gerçekleştirilebilir.
Sülfonik oksidasyon ve sülfoklorlama UV ışığı ile gerçekleştirilir.
Propan yanma reaksiyonu: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Belirli katalizörleri kullanarak daha hafif oksidasyon gerçekleştirmek de mümkündür. Propanın yanma reaksiyonu farklı olacaktır. Bu durumda propanol, propanal veya propiyonik asit elde edilir.asit. Oksijene ek olarak, oksitleyici ajanlar olarak peroksitler (çoğunlukla hidrojen peroksit), geçiş metal oksitleri, krom (VI) ve manganez (VII) bileşikleri kullanılabilir.
Propan, kükürt ile reaksiyona girerek izopropil sülfit oluşturur. Bunun için katalizör olarak tetrabromoetan ve alüminyum bromür kullanılır. Reaksiyon, 20°C'de iki saat devam eder. Reaksiyon verimi %60'tır.
Aynı katalizörlerle, 2-metilpropanoik asidin izopropil esterini oluşturmak için karbon monoksit (I) ile reaksiyona girebilir. Reaksiyondan sonra reaksiyon karışımı izopropanol ile muamele edilmelidir. Bu yüzden propanın kimyasal özelliklerini düşündük.
Uygulama
İyi yanıcılığı nedeniyle propan, günlük yaşamda ve endüstride yakıt olarak kullanılır. Ayrıca arabalar için yakıt olarak da kullanılabilir. Propan yaklaşık 2000°C'de yanar, bu nedenle metalleri kaynaklamak ve kesmek için kullanılır. Propan brülörleri yol yapımında bitüm ve asf altı ısıtır. Ancak piyasada genellikle saf propan değil, bütanla (propan-bütan) karışımı kullanılır.
Garip görünse de, gıda endüstrisinde E944 katkı maddesi olarak uygulama bulmuştur. Propan, kimyasal özelliklerinden dolayı orada kokular için bir çözücü olarak ve ayrıca yağların işlenmesi için kullanılır.
Soğutucu akışkan R-290a olarak propan ve izobütan karışımı kullanılır. Eski soğutucu akışkanlardan daha verimlidir ve aynı zamanda ozon tabakasını inceltmediğinden çevre dostudur.
Harika uygulamaorganik sentezde bulunan propan. Polipropilen ve çeşitli solventler üretmek için kullanılır. Petrol rafinasyonunda asf alt giderme, yani bitüm karışımındaki ağır moleküllerin oranını az altmak için kullanılır. Bu eski asf altın geri dönüşümü için gereklidir.
