Rozdíl mezi metanem a etanem

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 13:34

Klíčový rozdíl – metan vs ethan

Methan a Ethan jsou nejmenšími členy rodiny alkanů. Molekulární vzorce těchto dvou organických sloučenin jsou CH₄ a C₂H_{6. Klíčovým rozdílem mezi metanem a ethanem je jejich chemická struktura; molekulu ethanu lze považovat za dvě methylové skupiny spojené jako dimer methylových skupin. Ostatní chemické a fyzikální rozdíly vznikají hlavně kvůli tomuto strukturálnímu rozdílu.}

Co je metan?

Methan je nejmenší člen rodiny alkanů s chemickým vzorcem CH_{4(čtyři atomy vodíku jsou vázány na jeden atom uhlíku). Je považován za hlavní složku zemního plynu. Metan je bezbarvý plyn bez zápachu a chuti; také známý jako karban, bahenní plyn, zemní plyn, tetrahydridoboritan a karbid vodíku. Dá se snadno zapálit a jeho pára je lehčí než vzduch.}

Metan se přirozeně vyskytuje pod zemí a pod mořským dnem. Atmosférický metan je považován za skleníkový plyn. Metan se s vodou v atmosféře rozkládá na CH_3–.

Co je Ethan?

Ethan je bezbarvá plynná sloučenina bez zápachu při standardní teplotě a tlaku. Jeho molekulový vzorec a molekulová hmotnost jsou C₂H₆ respektive 30,07 g·mol^{−1. Izoluje se ze zemního plynu jako vedlejší produkt z procesu rafinace ropy. Ethan je velmi důležitý při výrobě etylenu.}

Jaký je rozdíl mezi metanem a etanem?

Charakteristika metanu a ethanu

Struktura:

Methan: Molekulární vzorec metanu je CH_4, a je to příklad tetraedrické molekuly se čtyřmi ekvivalentními vazbami C–H (vazby sigma). Vazebný úhel mezi atomy H-C-H je 109,5^{0 a všechny vazby C-H jsou ekvivalentní a je roven 108,70 pm.}

Ethan: Molekulární vzorec etanu je C₂H_{6,a je to nasycený uhlovodík, protože neobsahuje vícenásobné vazby.}

Chemické vlastnosti:

Methane:

Stabilita: Metan je chemicky velmi stabilní molekula, která nereaguje s KMnO₄, K₂Cr ₂O₇, H₂SO₄ nebo HNO _{3 za normálních podmínek.}

Spalování: V přítomnosti přebytku vzduchu nebo kyslíku hoří metan světle modrým nesvítícím plamenem za vzniku oxidu uhličitého a vody. Je to vysoce exotermická reakce; proto se používá jako vynikající palivo. V přítomnosti nedostatku vzduchu nebo kyslíku částečně shoří na plynný oxid uhelnatý (CO).

Substituční reakce: Metan vykazuje substituční reakce s halogeny. Při těchto reakcích je jeden nebo více atomů vodíku nahrazeno stejným počtem atomů halogenu a nazývá se to „halogenace“.” Reaguje s chlórem (Cl) a bromem (Br) za přítomnosti slunečního světla.

Reakce s párou: Když směs metanu a páry prochází zahřátým (1000 K) niklem neseným na povrchu oxidu hlinitého, může produkovat vodík.

Pyrolýza: Když se metan zahřeje na asi 1300 K, rozloží se na saze a vodík.

Ethan:

Reakce: Ethanový plyn (CH₃CH₃) reaguje s parami bromu v přítomnosti světla za vzniku bromethanu (CH ₃CH_{2Br) a bromovodík (HBr). Je to substituční reakce; atom vodíku v etanu je nahrazen atomem bromu.}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

Spalování: Úplné spálení etanu produkuje 1559,7 kJ/mol (51,9 kJ/g) tepla, oxidu uhličitého a vody.

2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO ₂ + 6 H_{2O + 3120 kJ}

Může se také vyskytovat bez přebytku kyslíku, přičemž vzniká směs amorfního uhlíku a oxidu uhelnatého.

2 C₂H₆ + 3 O₂ → 4 C + 6 H _{2O + energie}

2 C₂H₆ + 5 O₂ → 4 CO + 6 H _{2O + energie}

2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H_{2O + energie atd.}

Definice:

Substituční reakce: Substituční reakce je chemická reakce, která zahrnuje vytěsnění jedné funkční skupiny v chemické sloučenině a její nahrazení jinou funkční skupinou.

Použití:

Methan: Metan se používá v mnoha průmyslových chemických procesech (jako palivo, zemní plyn, zkapalněný zemní plyn) a je přepravován jako chlazená kapalina.

Ethan: Ethan se používá jako palivo pro motory a jako chladivo pro extrémně nízkoteplotní systémy. Dodává se v ocelových lahvích jako zkapalněný plyn pod vlastním tlakem par.