Atšķirība starp metānu un etānu

Galvenā atšķirība - metāns pret etānu
 

Metāns un etāns ir mazākie alkānu saimes locekļi. Šo divu organisko savienojumu molekulārā formula ir CH₄ un C₂H₆ attiecīgi. galvenā atšķirība starp metānu un etānu ir to ķīmiskā struktūra; etāna molekulu var uzskatīt par divām metilgrupām, kas savienotas kā metilgrupu dimērs. Citas ķīmiskās un fizikālās atšķirības galvenokārt rodas šīs strukturālās atšķirības dēļ.    

Kas ir metāns?

Metāns ir mazākais alkānu grupas loceklis ar ķīmisko formulu CH₄ (četri ūdeņraža atomi ir saistīti ar vienu oglekļa atomu). To uzskata par galveno dabasgāzes sastāvdaļu. Metāns ir bezkrāsaina, bez smaržas un bez garšas; zināms arī kā karbane, purva gāze, dabas gāze, oglekļa tetrahidrīds, un ūdeņraža karbīds. To var viegli aizdedzināt, un tā tvaiki ir vieglāki nekā gaiss.

Metāns dabiski atrodams zem zemes un zem jūras dibena. Atmosfēras metānu uzskata par siltumnīcefekta gāzi. Metāns sadalās CH₃- ar ūdeni atmosfērā.    

Kas ir etāns?

Etāns ir bezkrāsains, bez smaržas gāzveida savienojums standarta temperatūrā un spiedienā. Tās molekulārā formula un molekulmasa ir C₂H₆ un 30,07 g · mol⁻¹ attiecīgi. Tas ir izolēts no dabasgāzes kā blakusprodukts no naftas rafinēšanas procesa. Etāns ir ļoti svarīgs etilēna ražošanā.  

Kāda ir atšķirība starp metānu un etānu?

Metāna un etāna raksturojums

Struktūra:

Metāns:  molekulārā formula metāna daudzums ir CH_4, un tas ir tetraedriskas molekulas piemērs ar četrām ekvivalentām C-H saitēm (sigma saitēm). Saites leņķis starp H-C-H atomiem ir 109,5⁰ un visas C-H saites ir līdzvērtīgas, un tas ir vienāds ar 108,70 pm.

Etāns:  etāna molekulārā formula ir C₂H_6, un tas ir piesātināts ogļūdeņradis, jo tas nesatur vairākas saites.

Ķīmiskās īpašības:

Metāns:

Stabilitāte: Metāns ir ķīmiski ļoti stabila molekula, kas nereaģē ar KMnO₄, K₂Kr₂O₇, H₂SO₄ vai HNO₃ normālos apstākļos.

Sadegšana: Gaisa vai skābekļa pārpalikuma klātbūtnē metāns deg ar gaiši zilu, bezgaismīgu liesmu, veidojot oglekļa dioksīdu un ūdeni. Tā ir ļoti eksotermiska reakcija; tāpēc to izmanto kā lielisku degvielu. Nepietiekama gaisa vai skābekļa klātbūtnē tas daļēji sadedzinās oglekļa monoksīda (CO) gāzē.

Aizvietošanas reakcijas: Metāns parāda aizvietošanas reakcijas ar halogēniem. Šajās reakcijās vienu vai vairākus ūdeņraža atomus aizstāj ar vienādu skaitu halogēna atomu, un to sauc par “halogenēšanu”. Saules gaismas klātbūtnē tas reaģē ar hloru (Cl) un bromu (Br).

Reakcija ar tvaiku: Kad metāna un tvaika maisījums tiek izvadīts caur sakarsētu (1000 K) niķeli, kas atrodas uz alumīnija oksīda virsmas, tas var radīt ūdeņradi.

Pirolīze: Kad metāns tiek uzkarsēts līdz aptuveni 1300 K, tas sadalās līdz oglei un ūdeņradim.

Etāns: 

Reakcijas: Etāna gāze (CH₃CH₃) gaismas klātbūtnē reaģē ar broma tvaikiem, veidojot bromoetānu (CH₃CH₂Br) un bromūdeņraža (HBr). Tā ir aizvietošanas reakcija; ūdeņraža atomu etānā aizstāj ar broma atomu.

CH₃CH₃ +       Br₂         à CH₃CH₂Br + HBr

Sadegšana: Pilnīga etāna sadedzināšana rada 1559,7 kJ / mol (51,9 kJ / g) siltuma, oglekļa dioksīda un ūdens.

2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O + 3120 kJ

Tas var notikt arī bez skābekļa pārpalikuma, iegūstot amorfā oglekļa un oglekļa monoksīda maisījumu.

2 C₂H₆ + 3 O₂ → 4 C + 6 H₂O + enerģija

2 C₂H₆ + 5 O₂ → 4 CO + 6 H₂O + enerģija

2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H₂O + enerģija utt.

Definīcijas:

Aizvietošanas reakcijas: Aizvietošanas reakcija ir ķīmiska reakcija, kuras laikā viena funkcionālā grupa tiek aizstāta ar ķīmisku savienojumu un aizstāta ar to autors vēl viena funkcionālā grupa.

Lietojumi:

Metāns: Metāns tiek izmantots daudzos rūpnieciski ķīmiskos procesos (kā degvielu, dabasgāzi, sašķidrinātu dabasgāzi), un to pārvadā kā atdzesētu šķidrumu.

Etāns: Etāns tiek izmantots kā dzinēju degviela un kā aukstumnesējs ārkārtīgi zemas temperatūras sistēmai. Tas tiek piegādāts tērauda balonos kā sašķidrināta gāze ar paša tvaika spiedienu.

Atsauces: “Ethane”. Wikipedia. N.p., 2016. Web. 2016. gada 7. jūnijs. Khanna, Bhishm. “Kādas ir metāna ķīmiskās īpašības?”. Preservearticles.com. N.p., 2016. Web. 2016. gada 7. jūnijs. “Metāns | CH4 - Pubchem ”. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. N.p., 2016. Web. 2016. gada 7. jūnijs. “Metāns”. Wikipedia. N.p., 2016. Web. 2016. gada 7. jūnijs. Attēla pieklājība: “Metāna molekulas lodīšu un nūju modelis”, ko izveidojis (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia “Etāna molekulas lodīšu un nūju modelis” y Ben Mills - Savs darbs (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia Jynto “metāns” - paša darbs, kura pamatā ir fails: Methane-CRC-MW-dimension-2D.png, (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia “Ethane” (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia