- Kimyasal yapı
- Etan sentezi
- Özellikleri
- Etan çözünürlüğü
- Etan kristalleşmesi
- Etan yanması
- Atmosferde ve gök cisimlerinde etan
- Uygulamalar
- Etilen üretimi
- Temel kimyasal oluşum
- Soğutucu
- Etan riskleri
- Referanslar
Etan formülü C basit bir hidrokarbon 2 H 6 renksiz ve etilen sentezinde bir çok değerli ve çeşitlendirilmiş kullanıma sahip kokusuz bir gaz doğası ile. Ayrıca Güneş Sistemi etrafındaki diğer gezegenlerde ve yıldız cisimlerinde de tespit edilen karasal gazlardan biridir. 1834 yılında bilim adamı Michael Faraday tarafından keşfedildi.
Karbon ve hidrojen atomlarının oluşturduğu çok sayıda organik bileşik (hidrokarbon olarak bilinir) arasında, birçok endüstride yaygın olarak kullanılan, ortam sıcaklıklarında ve basınçlarda gaz halinde bulunanlar vardır.
Bunlar genellikle insanlık için yüksek değerli bir ürün olan "doğal gaz" adı verilen gaz karışımından gelir ve diğerleri arasında metan, etan, propan ve bütan tipi alkanları oluşturur; zincirindeki karbon atomu miktarına göre sınıflandırılır.
Kimyasal yapı
Etan formülü ile bir moleküldür 2 H 6 , tipik olarak iki metil grubu (-CH bir birlik olarak görülen, 3 , tek bir karbon-karbon bağının hidrokarbon oluşturmak için). Ayrıca metandan sonra en basit organik bileşiktir ve aşağıdaki şekilde temsil edilir:
H 3 C-CH 3
Bu moleküldeki karbon atomları sp 3 tipi hibridizasyona sahiptir , bu nedenle moleküler bağlar serbest dönüş gösterir.
Benzer şekilde, moleküler yapısının dönüşüne ve 360 derecelik bir bağ dönüşü oluşturmak için gereken minimum enerjiye dayanan ve bilim adamlarının "etan bariyeri" olarak adlandırdıkları içsel bir etan fenomeni vardır.
Bu nedenle etan, dönüşüne bağlı olarak farklı konfigürasyonlarda görünebilir, ancak en kararlı konformasyonu hidrojenlerin birbirine zıt olduğu yerde (şekilde görüldüğü gibi) mevcut olsa da.
Wikimedia Commons'tan Jslipscomb tarafından
Etan sentezi
Etan, iki adımın meydana geldiği organik bir reaksiyon olan Kolbe elektrolizinden kolayca sentezlenebilir: iki karboksilik asidin elektrokimyasal dekarboksilasyonu (karboksil grubunun çıkarılması ve karbondioksitin salınması) ve ürünlerin kombinasyonu kovalent bir bağ oluşturmak için ara maddeler.
Benzer şekilde, asetik asidin elektrolizi, etan ve karbondioksit oluşumuna neden olur ve bu reaksiyon, ilkini sentezlemek için kullanılır.
Kolbe'nin elektrolizine benzer bir kavram olan peroksitlerin etkisiyle asetik anhidritin oksitlenmesi de etan oluşumuyla sonuçlanır.
Aynı şekilde, bu gazı yakalamak ve diğer gazlarla karışımlardan ayırmak için kriyojenik sistemlerden yararlanılarak bir sıvılaştırma işlemi ile doğal gaz ve metandan verimli bir şekilde ayrılabilir.
Bu rol için turbo genleşme işlemi tercih edilir: gaz karışımı bir türbinden geçirilir ve sıcaklığı -100ºC'nin altına düşene kadar bir genleşme oluşturur.
Zaten bu noktada, karışımın bileşenleri farklılaştırılabilir, bu nedenle sıvı etan, gaz halindeki metandan ve bir damıtma kullanımıyla ilgili diğer türlerden ayrılacaktır.
Özellikleri
Etan, doğada standart basınç ve sıcaklıklarda (1 atm ve 25 ° C) kokusuz ve renksiz bir gaz olarak bulunur. Kaynama noktası -88,5 ºC ve erime noktası -182,8 C'dir. Ayrıca, güçlü asitlere veya bazlara maruziyetten etkilenmez.
Etan çözünürlüğü
Etan molekülleri, konfigürasyonda simetriktir ve onları bir arada tutan, dispersiyon kuvvetleri adı verilen zayıf çekici kuvvetlere sahiptir.
Etan suda çözünmeye çalışıldığında, gaz ve sıvı arasında oluşan çekici kuvvetler çok zayıf olduğundan etanın su molekülleri ile bağlanması çok zordur.
Bu nedenle etanın çözünürlüğü oldukça düşüktür ve sistemin basıncı yükseldiğinde hafifçe artar.
Etan kristalleşmesi
Etan katılaşarak kübik kristal yapıya sahip kararsız etan kristallerinin oluşmasına neden olabilir.
Sıcaklığın -183,2 C'nin üzerine düşmesiyle bu yapı monoklinik hale gelerek molekülün stabilitesini artırır.
Etan yanması
Bu hidrokarbon, yakıt olarak yaygın bir şekilde kullanılmasa da, yanma işlemlerinde karbondioksit, su ve ısı üretmek için kullanılabilir ve aşağıdaki gibi temsil edilir:
2C 2 H 6 + 7o 2 → 4CO 2 + 6H 2 O + 3 120 kJ
Ayrıca bu molekülü aşırı oksijen olmadan yakma olasılığı da vardır, bu "eksik yanma" olarak bilinir ve uygulanan oksijen miktarına bağlı olarak istenmeyen bir reaksiyonda amorf karbon ve karbon monoksit oluşumuna neden olur. :
2C 2 H 6 + 3O 2 → 4C + 6H 2 O + Isıtma
2C 2 H 6 + 4O 2 → 2C + 2CO + 6H 2 O + Isı
2C 2 H 6 + 5O 2 → 4CO + 6H 2 O + Isıtma
Bu alanda yanma, yüzlerce farklı reaksiyonda numaralandırılmış bir dizi serbest radikal reaksiyonu ile gerçekleşir. Örneğin, tamamlanmamış yanma reaksiyonları formaldehit, asetaldehit, metan, metanol ve etanol gibi bileşikler oluşturabilir.
Bu, reaksiyonun meydana geldiği koşullara ve ilgili serbest radikal reaksiyonlarına bağlı olacaktır. Etilen, endüstri tarafından çok istenen bir ürün olan yüksek sıcaklıklarda da (600-900 ° C) oluşturulabilir.
Atmosferde ve gök cisimlerinde etan
Etan, Dünya gezegeninin atmosferinde izler halinde mevcuttur ve insanların endüstriyel faaliyetler uygulamaya başladıklarından beri bu konsantrasyonu ikiye katlamayı başardıklarından şüphelenilmektedir.
Bilim adamları, şeyl gazı üretim teknolojilerinin iyileştirilmesinden bu yana küresel etan emisyonunun neredeyse yarı yarıya azalmasına rağmen, atmosferdeki mevcut etan varlığının çoğunun fosil yakıtların yanmasından kaynaklandığını düşünüyor. doğal gaz kaynağı).
Bu tür aynı zamanda güneş ışığının atmosferik metan üzerindeki etkisiyle doğal olarak üretilir ve yeniden birleşerek bir etan molekülü oluşturur.
Etan, Satürn'ün uydularından biri olan Titan'ın yüzeyinde sıvı halde bulunur. Bu, denizlerinden birine doğru 400 kilometreden fazla akan Vid Flumina nehrinde daha büyük miktarda meydana gelir. Bu bileşik ayrıca kuyruklu yıldızlarda ve Pluto'nun yüzeyinde de kanıtlanmıştır.
Uygulamalar
Etilen üretimi
Etan kullanımı, esas olarak, dünya üretiminde en yaygın olarak kullanılan organik ürün olan etilenin, buhar fazı kırma olarak bilinen bir işlemle üretimine dayanmaktadır.
Bu işlem, buharla seyreltilmiş etan beslemesinin bir fırına geçirilmesini ve oksijensiz hızla ısıtılmasını içerir.
Reaksiyon çok yüksek bir sıcaklıkta (850 ile 900 ° C arasında) meydana gelir, ancak reaksiyonun etkili olabilmesi için kalma süresi (etanın fırında harcadığı süre) kısa olmalıdır. Daha yüksek sıcaklıklarda daha fazla etilen üretilir.
Temel kimyasal oluşum
Etan ayrıca temel kimyasalların oluşumunda ana bileşen olarak incelenmiştir. Oksidatif klorlama, vinil klorür (PVC'nin bir bileşeni) elde etmek için önerilen işlemlerden biridir ve diğer daha az ekonomik ve daha karmaşık olanların yerini alır.
Soğutucu
Son olarak, etan, yaygın kriyojenik sistemlerde soğutucu olarak kullanılır ve ayrıca laboratuvarda analiz için küçük numuneleri dondurma yeteneğini gösterir.
Hassas numunelerin soğuması daha uzun süren ve ayrıca zararlı buz kristallerinin oluşmasına neden olabilen su için çok iyi bir ikamedir.
Etan riskleri
-Etan, esas olarak hava ile birleştiğinde tutuşma özelliğine sahiptir. Havadaki hacimce% 3,0 ila 12,5 etanda, patlayıcı bir karışım oluşabilir.
-İçinde bulunduğu havadaki oksijeni sınırlayabilir ve bu nedenle mevcut ve maruz kalan insanlar ve hayvanlar için boğulma için bir risk faktörü oluşturur.
-Dondurulmuş sıvı haldeki etan, doğrudan temas ederse cildi ciddi şekilde yakabilir ve aynı zamanda dokunduğu herhangi bir nesne için kriyojenik bir ortam görevi görerek dakikalar içinde dondurur.
-Sıvı etan buharları havadan daha ağırdır ve zeminde yoğunlaşır, bu bir yanma zincir reaksiyonu oluşturabilecek bir tutuşma riski oluşturabilir.
- Etan alımı mide bulantısı, kusma ve iç kanamaya neden olabilir. Solunum, boğulmaya ek olarak baş ağrısına, kafa karışıklığına ve ruh hali değişikliklerine neden olur. Yüksek maruziyetlerde kalp durmasından ölüm mümkündür.
-Metan ve karbondioksit ile birlikte küresel ısınmaya ve insan kirliliğinin yarattığı iklim değişikliğine katkıda bulunan bir sera gazını temsil eder. Neyse ki, metandan daha az bol ve dayanıklıdır ve metandan daha az radyasyon emer.
Referanslar
- Britannica, E. (nd). Etan. Britannica.com'dan alındı
- Nes, GV (nd). Etan, etilen ve asetilenin tek kristal yapıları ve elektron yoğunluk dağılımları. Rug.nl'den kurtarıldı
- Siteler, G. (sf). Etan: Kaynaklar ve Havuzlar. Sites.google.com'dan alındı
- SoftSchools. (Sf). Etan Formülü. Softschools.com'dan kurtarıldı
- Vikipedi. (Sf). Etan. En.wikipedia.org adresinden alındı