Пропан: хімічні властивості, будова, отримання, застосування

Пропан — це органічна сполука, третій представник алканів в гомологическом ряду. При кімнатній температурі він являє собою газ без кольору і запаху. Хімічна формула пропану — c 3 h 8. Пожежо — і вибухонебезпечним. Має невеликий токсичністю. Він виявляє слабку дію на нервову систему і володіє наркотичними властивостями.

Будова

Пропан — це граничний вуглеводень, який складається з трьох атомів вуглецю. З цієї причини він має вигнуту форму, але з-за постійного обертання навколо осей зв’язків існує кілька молекулярних конформацій. Зв’язки в молекулі ковалентні: З-З неполярні, C-H слабополярные. З-за цього їх складно розірвати, а речовина досить важко вступає в хімічні реакції. Це і визначає всі хімічні властивості пропану. Ізомерів у нього немає. Молярна маса пропану — 44,1 г/моль.

Загрузка...

Способи отримання

У промисловості пропан майже не синтезують штучно. Його виділяють з природного газу і нафти з допомогою перегонки. Для цього існують спеціальні виробничі установки.

В лабораторії пропан можна отримати наступними хімічними реакціями:

  1. Гідрування пропена. Дана реакція йде тільки при підвищенні температури та за наявності каталізатора (Ni, Pt, Pd).
  2. Відновлення галогенідів алканів. Для різних галогенідів застосовуються різні реагенти та умови.
  3. Синтез Вюрца. Його суть в тому, що дві молекули галогенаклкана зв’язуються в одну, реагуючи з лужним металом.
  4. Декарбоксилювання масляної кислоти і її солей.

Фізичні властивості пропану

Як вже згадувалося, пропан — це газ без кольору і запаху. Він не розчиняється у воді і інших полярних розчинниках. Зате розчиняється у деяких органічних речовинах (метанол, ацетон та інші). При — 42,1 °C зріджується, а при − 188 °C стає твердим. Вогненебезпечний, оскільки утворює з повітрям легкозаймисті та вибухонебезпечні суміші.

Дивіться також:  Просити прощення або прощення: як правильно і чому

Хімічні властивості пропану

Вони являють собою типові властивості алканів.

  1. Каталітичне дегідрування. Здійснюється при 575 °C з використанням каталізатора оксиду хрому (III) або оксиду алюмінію.
  2. Галогенирование. Для хлорування та бромування потрібно ультрафіолетове випромінювання або підвищена температура. Хлор переважно заміщує крайній атом водню, хоча в деяких молекулах відбувається заміщення середнього. Підвищення температури може призвести до збільшення частки виходу 2-хлорпропана. Хлорпропан може галогенироваться і далі з утворенням дихлорпропана, трихлорпропана і так далі.

Механізм реакцій галогенирования — ланцюговий. Під дією світла або високої температури молекула галогену розпадається на радикали. Вони вступають у взаємодію з пропаном, відбираючи в нього атом водню. В результаті цього утворюється вільний пропив. Він взаємодіє з молекулою галогену, знову розбиваючи її на радикали.

Бромирование відбувається за таким же механізмом. Йодування можна здійснювати тільки спеціальними йодовмісними реагентами, так як пропан не взаємодіє з чистим йодом. При взаємодії з фтором відбувається вибух, утворюється полизамещенное похідне пропану.

Нітрація може здійснюватися розведеною азотної кислотою (реакція Коновалова) або оксидом азоту (IV) при підвищеній температурі (130-150 °C).

Сульфоокисление і сульфохлорирование здійснюється при УФ-світлі.

Реакція горіння пропану: c 3 h 8+ 5O2 → 3CO2 + 4h 2 o.

Можна провести і більш м’яке окислення, використовуючи певні каталізатори. Реакція горіння пропану буде інший. У цьому випадку отримують пропанол, пропаналь або пропіонова кислоти. В якості окислювачів, крім кисню, можуть використовуватися перекису (найчастіше перекис водню), оксиди перехідних металів, сполуки хрому (VI) і марганцю (VII).

Пропан реагує із сіркою з утворенням изопропилсульфида. Для цього в якості каталізаторів використовується тетрабромэтан і бромід алюмінію. Реакція йде при 20 °C протягом двох годин. Вихід реакції становить 60 %.

З тими ж каталізаторами може реагувати з оксидом вуглецю (I) з утворенням ізопропілового ефіру 2-метилпропановой кислоти. Реакційна суміш після реакції повинна бути оброблена ізопропанол. Отже, ми розглянули хімічні властивості пропану.

Дивіться також:  Що таке ліга? Значення, походження, синоніми та фразеологізми

Застосування

З-за хорошою горючості пропан знаходить застосування в побуті і промисловості як паливо. Він може бути використаний також в якості пального для автомобілів. Пропан горить з температурою майже 2000° C, тому його використовують для зварювання та різання металу. Пропановыми пальниками розігрівають бітум і асфальт в дорожньому будівництві. Але найчастіше на ринку використовується не чистий пропан, а його суміш з бутаном (пропан-бутан).

Як не дивно, але він знайшов застосування і в харчовій промисловості як добавка Е944. Завдяки своїм хімічним властивостям пропан використовується там в якості розчинника ароматизаторів, а також для обробки масел.

Суміш пропану і ізобутану використовується як холодоагент R-290a. Він більш ефективний, ніж старі холодоагенти, і також є екологічно чистим, так як не руйнує озоновий шар.

Велике застосування пропан знайшов в органічному синтезі. Його використовують для отримання поліпропілену і різного роду розчинників. В нафтопереробці його використовують для деасфальтизації, тобто зменшення частки важких молекул в бітумної суміші. Це необхідно для вторинного використання старого асфальту.

Загрузка...

Дивіться також: