Forskellen mellem metan og etan

2024 Forfatter: Alex Aldridge | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 13:35

Nøgleforskel – Metan vs Ethan

Metan og Ethan er de mindste medlemmer af alkanfamilien. Molekylformlerne for disse to organiske forbindelser er henholdsvis CH₄ og C₂H_{6. Den vigtigste forskel mellem metan og ethan er deres kemiske struktur; et ethanmolekyle kan betragtes som to methylgrupper forbundet som en dimer af methylgrupper. De andre kemiske og fysiske forskelle opstår hovedsageligt på grund af denne strukturelle forskel.}

Hvad er metan?

Metan er det mindste medlem af alkanfamilien med den kemiske formel CH_{4 (fire hydrogenatomer er bundet til et carbonatom). Det anses for at være hovedbestanddelen af naturgas. Metan er en farveløs, lugtfri og smagløs gas; også kendt som carbane, sumpgas, naturgas, carbontetrahydrid og hydrogencarbid. Den kan let antændes, og dens damp er lettere end luften.}

Metan findes naturligt under jorden og under havbunden. Den atmosfæriske metan betragtes som en drivhusgas. Metan nedbrydes til CH_{3– med vand i atmosfæren.}

Hvad er Ethane?

Etan er en farveløs, lugtfri gasformig forbindelse ved standard temperatur og tryk. Dens molekylære formel og molekylvægt er henholdsvis C₂H₆ og 30,07 g·mol^{−1. Det er isoleret fra naturgas, som et biprodukt fra olieraffineringsprocessen. Ethan er meget vigtigt i ethylenproduktionen.}

Hvad er forskellen mellem metan og ethan?

Karakteristika for metan og ethan

Struktur:

Methan: Den molekylære formel for metan er CH_4, , og det er et eksempel på et tetraedrisk molekyle med fire ækvivalente C–H-bindinger (sigmabindinger). Bindingsvinklen mellem H-C-H-atomer er 109,5^{0, og alle C-H-bindingerne er ækvivalente, og den er lig med 108,70 pm.}

Etan: Ethans molekylære formel er C₂H_{6,, og det er et mættet kulbrinte, da det ikke indeholder flere bindinger.}

Kemiske egenskaber:

Metan:

Stabilitet: Metan er et kemisk meget stabilt molekyle, som ikke reagerer med KMnO₄, K₂Cr ₂O₇, H₂SO₄ eller HNO _{3 under normale forhold.}

Forbrænding: I nærvær af overskydende luft eller ilt brænder metan med en lyseblå ikke-lysende flamme, der producerer kuldioxid og vand. Det er en meget eksoterm reaktion; derfor bruges det som et fremragende brændstof. I nærvær af utilstrækkelig luft eller ilt brænder det delvist til kulilte (CO)-gas.

Substitutionsreaktioner: Metan viser substitutionsreaktioner med halogener. I disse reaktioner erstattes et eller flere brintatomer med lige mange halogenatomer, og det kaldes halogenering.” Det reagerer med klor (Cl) og brom (Br) i nærvær af sollys.

Reaktion med damp: Når en blanding af metan og damp ledes gennem en opvarmet (1000 K) nikkel understøttet på aluminiumoxidoverfladen, kan den producere brint.

Pyrolyse: Når metan opvarmes til omkring 1300 K, bliver det nedbrudt til kønrøg og brint.

Ethane:

Reaktioner: Ethangas (CH₃CH₃) reagerer med bromdamp i nærvær af lys for at danne bromethan, (CH ₃CH_{2Br) og hydrogenbromid (HBr). Det er en substitutionsreaktion; et hydrogenatom i ethan er substitueret med bromatom.}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

Forbrænding: Den fuldstændige forbrænding af ethan producerer 1559,7 kJ/mol (51,9 kJ/g) varme, kuldioxid og vand.

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

Det kan også forekomme uden et overskud af ilt og producerer en blanding af amorft kulstof og kulilte.

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

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

2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H_{2O + energi osv.}

Definitioner:

Substitutionsreaktioner: Substitutionsreaktion er en kemisk reaktion, som involverer fortrængning af en funktionel gruppe i en kemisk forbindelse og erstattet den med en anden funktionel gruppe.

Uses:

Metan: Metan bruges i mange industrielle kemiske processer (som brændstof, naturgas, flydende naturgas), og det transporteres som en nedkølet væske.

Etan: Ethan bruges som brændstof til motorer og som kølemiddel til et system med ekstremt lave temperaturer. Det sendes i stålcylindre som en flydende gas under sit eget damptryk.