Kimyo nuqtai nazaridan propan alkanlarning tipik xossalariga ega boʻlgan toʻyingan uglevodoroddir. Biroq, ishlab chiqarishning ayrim sohalarida propan ikki moddaning aralashmasi sifatida tushuniladi - propan va butan. Keyin propan nima ekanligini va nima uchun butan bilan aralashtirilganligini aniqlashga harakat qilamiz.
Molekulaning tuzilishi
Har bir propan molekulasi bir-biriga oddiy yagona bogʻlar orqali bogʻlangan uchta uglerod atomidan va sakkizta vodorod atomidan iborat. U C3H8 molekulyar formulasiga ega. Propandagi C-C aloqalari kovalent qutbsizdir, lekin C-H juftligida uglerod bir oz ko'proq elektronegativ bo'lib, umumiy elektron juftini bir oz o'ziga tortadi, bu bog'lanish kovalent qutbli ekanligini anglatadi. Uglerod atomlari sp3-gibridlanish holatida boʻlganligi sababli molekula zigzag tuzilishga ega. Lekin, qoida tariqasida, molekula chiziqli deyiladi.
Butan molekulasida to'rtta uglerod atomi mavjud S4N10 va uning ikkita izomeri bor: n-butan (bor chiziqli struktura) va izobutan (bortarmoqlangan tuzilish). Ko'pincha ular olingandan keyin ajralmaydi, lekin aralashma sifatida mavjud.
Jismoniy xususiyatlar
Propan rangsiz va hidsiz gazdir. Suvda juda yomon eriydi, lekin xloroform va dietil efirda yaxshi eriydi. tpl=-188 °S da eriydi va tkip=-42 °S da qaynaydi. Havodagi konsentratsiyasi 2% dan oshsa, u portlovchi holatga keladi.
Propan va butanning fizik xossalari juda yaqin. Ikkala butan ham normal sharoitda gazsimon holatga ega va hidsizdir. Suvda deyarli erimaydi, lekin organik erituvchilar bilan yaxshi ta'sir qiladi.
Ushbu uglevodorodlarning quyidagi xususiyatlari sanoatda ham muhim ahamiyatga ega:
- Zichlik (tana massasining hajmiga nisbati). Suyuq propan-butan aralashmalarining zichligi asosan uglevodorodlarning tarkibi va harorat bilan belgilanadi. Harorat ko'tarilgach, hajmli kengayish sodir bo'ladi va suyuqlikning zichligi pasayadi. Bosim ortishi bilan suyuq propan va butan hajmi siqiladi.
- Viskozite (gaz yoki suyuq holatdagi moddalarning kesish kuchlariga qarshilik ko'rsatish qobiliyati). U moddalardagi molekulalarning yopishish kuchlari bilan aniqlanadi. Propanning butan bilan suyuq aralashmasining yopishqoqligi haroratga bog'liq (uning oshishi bilan yopishqoqlik kamayadi), ammo bosimning o'zgarishi bu xususiyatga juda oz ta'sir qiladi. Gazlar esa harorat oshishi bilan ularning viskozitesini oshiradi.
Tabiatdan topish va olish usullari
Propanning asosiy tabiiy manbalari neft vagaz konlari. U tabiiy gazda (0,1 dan 11,0% gacha) va u bilan bog'liq neft gazlarida mavjud. Yog'ni distillash jarayonida juda ko'p butan olinadi - uni tarkibiy qismlarning qaynash nuqtalariga qarab fraksiyalarga ajratish. Neftni qayta ishlashning kimyoviy usullaridan katalitik kreking eng katta ahamiyatga ega bo'lib, bunda yuqori molekulyar alkanlar zanjiri buziladi. Bunday holda, propan ushbu jarayonning barcha gazsimon mahsulotlarining taxminan 16-20% ni tashkil qiladi:
S3-S2-S2-S 2-S2-S2-S2-S 3 ―> S3-S2-S3 + SN 2=C-CE2-C2-C3
Har xil turdagi ko'mir va ko'mir smolalarini gidrogenlash jarayonida ko'p miqdorda propan hosil bo'ladi, ular barcha ishlab chiqarilgan gazlar hajmining 80% ga etadi.
Koʻtarilgan haroratda turli katalizatorlar ishtirokida CO va H2 ning oʻzaro taʼsiriga asoslangan Fisher-Tropsh usulida propan olish ham keng tarqalgan. bosim:
nCO + (2n + 1)D2 ―> C L2n+2 + n2O
3CO + 7Η2 ―> C3L8 + 3Η 2O
Butanning sanoat hajmlari ham neft va gazni qayta ishlash jarayonida fizik va kimyoviy usullar bilan ajratiladi.
Kimyoviy xossalari
Molekulalarning strukturaviy xususiyatlaridanpropan va butanning fizik va kimyoviy xossalariga bog'liq. Ular toʻyingan birikmalar boʻlgani uchun qoʻshilish reaksiyalari ularga xos emas.
1. almashtirish reaktsiyalari. Ultrabinafsha nurlar ta'sirida vodorod osongina xlor atomlari bilan almashtiriladi:
CH3-CH2-CH3 + Cl 2 ―> CH3-CH(Cl)-CH3 + HCl
Azot kislota eritmasi bilan qizdirilganda H atomi NO guruhiga almashtiriladi2:
S3-S2-S3 + NO 3 ―> S3-Se (NO2)-S3 + H2O
2. Bo'linish reaktsiyalari. Nikel yoki palladiy ishtirokida qizdirilganda ikkita vodorod atomi ajralib, molekulada ko'p bog'lanish hosil bo'ladi:
C3-C2-C3 ―> C 3-S=S2 + D2
3. parchalanish reaktsiyalari. Moddani taxminan 1000 ° C haroratgacha qizdirganda, piroliz jarayoni sodir bo'ladi, bu molekulada mavjud bo'lgan barcha kimyoviy bog'lanishlarning uzilishi bilan birga keladi:
C3H8 ―> 3C + 4H2
4. yonish reaktsiyalari. Bu uglevodorodlar tutunsiz alanga bilan yonib, katta miqdorda issiqlik chiqaradi. Qanday propan gaz plitalarini ishlatadigan ko'plab uy bekalariga ma'lum. Reaksiya natijasida karbonat angidrid va suv bug‘lari hosil bo‘ladi:
C3N8 + 5O2―> 3CO 2 + 4H2O
Kislorod etishmasligi sharoitida propanning yonishi kuyikish paydo bo'lishiga va uglerod oksidi molekulalarining paydo bo'lishiga olib keladi:
2C3H8 + 7O2―> 6SO + 8H 2O
C3H8 + 2O2―> 3C + 4H2O
Ilova
Propan yoqilg'i sifatida faol ishlatiladi, chunki uning yonishi paytida 2202 kJ / mol issiqlik ajralib chiqadi, bu juda yuqori ko'rsatkich. Oksidlanish jarayonida kimyoviy sintez uchun zarur bo'lgan ko'plab moddalar propandan olinadi, masalan, spirtlar, aseton, karboksilik kislotalar. Erituvchi sifatida ishlatiladigan nitropropanlarni olish kerak.
Oziq-ovqat sanoatida ishlatiladigan yoqilg'i sifatida E944 kodiga ega. Izobutan bilan aralashtirilgan u zamonaviy, ekologik toza sovutgich sifatida ishlatiladi.
Propan-butan aralashmasi
Boshqa yoqilgʻilarga, jumladan, tabiiy gazga nisbatan koʻp afzalliklarga ega:
- yuqori samaradorlik;
- gaz holatiga oson qaytish;
- atrof-muhit haroratida yaxshi bug'lanish va yonish.
Propan bu sifatlarga toʻliq javob beradi, lekin harorat -40°C ga tushganda butanlar biroz yomonroq bugʻlanadi. Qo'shimchalar bu etishmovchilikni tuzatishga yordam beradi, ularning eng yaxshisi propandir.
Propan-butan aralashmasi isitish va pishirish uchun, metallarni gaz bilan payvandlash va ularni kesish uchun, transport vositalariga yoqilg'i sifatida va kimyoviy moddalar uchun ishlatiladi.sintez.
