Struktur etana, sifat, kegunaan dan risiko

The etana adalah hidrokarbon mudah formula C₂H₆ dengan sifat gas tanpa warna dan tidak berbau yang mempunyai penggunaan yang sangat berharga dan terpelbagai dalam sintesis etilena. Di samping itu, ia adalah salah satu daripada gas terestrial yang juga telah dikesan di planet-planet lain dan bintang-bintang di sekeliling Sistem Suria. Ia telah ditemui oleh saintis Michael Faraday pada tahun 1834.

Di kalangan sebilangan besar sebatian organik dibentuk oleh atom karbon dan hidrogen (dikenali sebagai hidrokarbon), ada orang-orang yang berada dalam keadaan gas pada suhu dan tekanan ambien, yang digunakan dalam pelbagai industri ada.

Ini biasanya berasal daripada campuran gas yang dipanggil "gas asli", produk yang bernilai tinggi untuk kemanusiaan, dan membentuk metana jenis metana, etana, propana dan butana, antara lain; dikelaskan mengikut jumlah atom karbon dalam rantainya.

Indeks

• 1 Struktur kimia 
  • 1.1 Sintesis etana
• 2 Hartanah
  • 2.1 Keterlarutan etana
  • 2.2 Penghabluran etana
  • 2.3 Pembakaran etana
  • 2.4 Etane di atmosfera dan di angkasa angkasa
• 3 Kegunaan
  • 3.1 Pengeluaran etilena
  • 3.2 Latihan bahan kimia asas
  • 3.3 Penyejuk
• 4 Risiko etana
• 5 Rujukan

Struktur kimia 

Etana adalah molekul dengan formula C₂H₆, biasanya dilihat sebagai kesatuan dua kumpulan metil (-CH₃) untuk membentuk hidrokarbon bon karbon-karbon yang mudah. Ia juga merupakan sebatian organik paling mudah selepas metana, diwakili seperti berikut:

H₃C-CH₃

Atom karbon dalam molekul ini mempunyai sp hibridisasi³, jadi ikatan molekul hadir giliran bebas.

Juga, terdapat fenomena intrinsik etana, yang berdasarkan pada putaran struktur molekul daripadanya dan tenaga minimum yang diperlukan untuk menghasilkan putaran link 360, yang ahli-ahli sains telah menamakan "halangan etana".

Atas sebab ini, etana boleh berlaku dalam konfigurasi yang berlainan mengikut putarannya, walaupun konformasi yang lebih stabil wujud di mana hidrogens bertentangan satu sama lain (seperti ditunjukkan dalam gambar).

Sintesis etana

Etana mudah disintesis daripada elektrolisis Kolbe, satu tindak balas organik di mana dua langkah berlaku: yang decarboxylation elektrokimia (pembuangan kumpulan karboksil dan pelepasan karbon dioksida) dua asid karboksilik, dan produk gabungan perantaraan untuk membentuk ikatan kovalen.

Begitu juga, elektrolisis asid asetik membawa kepada pembentukan etana dan karbon dioksida, dan tindak balas ini digunakan untuk mensintesiskan pertama.

Pengoksidaan anhidrida asetik dengan tindakan peroksida, konsep yang serupa dengan elektrolisis Kolbe, juga mengakibatkan pembentukan etana.

Dengan cara yang sama, ia dapat dipisahkan secara cekap dari gas asli dan metana dengan proses pencairan, menggunakan sistem kriogenik untuk menangkap gas ini dan memisahkannya dari campuran dengan gas lain..

Proses pengembangan turbo lebih disukai untuk peranan ini: campuran gas disalurkan melalui turbin, menghasilkan pengembangannya, sehingga suhunya jatuh di bawah -100ºC.

Sudah pada ketika ini, komponen campuran boleh dibezakan, supaya etana cair akan dipisahkan dari gas metana dan spesies lain yang terlibat dengan penggunaan penyulingan.

Hartanah

Etana berlaku secara alamiah sebagai gas tidak berbau dan tanpa warna pada tekanan dan suhu standard (1 atm dan 25 ° C). Ia mempunyai titik mendidih -88.5 ºC, dan titik lebur -182.8 ºC. Di samping itu, ia tidak terjejas oleh pendedahan kepada asid atau asas yang kuat.

Kelarutan etanol

Molekul-molekul etana adalah konfigurasi simetris dan mempunyai daya tarik yang lemah yang membuat mereka bersama-sama, yang dipanggil kuasa penyebaran.

Apabila etana dibubarkan di dalam air, daya tarik yang terbentuk di antara gas dan cecair sangat lemah, sehingga sangat sukar untuk bergabung dengan etana dengan molekul air.

Atas sebab ini, kelarutan etana agak rendah, sedikit meningkat apabila tekanan sistem meningkat.

Penghabluran etana

Etana boleh dikukuhkan, menyebabkan pembentukan hablur etana yang tidak stabil dengan struktur kristal padu.

Dengan penurunan suhu di luar -183.2 ° C, struktur ini menjadi monoklinik, meningkatkan kestabilan molekulnya.

Pembakaran ethane

Hidrokarbon ini, walaupun ia tidak digunakan secara meluas sebagai bahan api, boleh digunakan dalam proses pembakaran untuk menghasilkan karbon dioksida, air dan haba, yang diwakili seperti berikut:

2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O + 3120 kJ

Ia juga mungkin untuk membakar molekul ini tanpa oksigen berlebihan, yang dikenali sebagai "pembakaran tidak lengkap" dan menyebabkan pembentukan karbon amorfus dan karbon monoksida dalam reaksi yang tidak diingini sebagai kemasukan oksigen :

2C₂H₆ + 3O₂ → 4C + 6H₂O + Heat

2C₂H₆ + 4O₂ → 2C + 2CO + 6H₂O + Heat

2C₂H₆ + 5O₂ → 4CO + 6H₂O + Heat

Dalam bidang ini, pembakaran berlaku melalui satu siri tindak balas radikal bebas, yang bernombor dalam beratus-ratus reaksi yang berbeza. Sebagai contoh, sebatian seperti formaldehid, asetaldehid, metana, metanol dan etanol boleh dibentuk dalam tindak balas pembakaran yang tidak lengkap..

Ini bergantung kepada keadaan di mana reaksi berlaku dan reaksi radikal bebas yang terlibat. Etilena juga boleh dibentuk pada suhu tinggi (600-900ºC), yang merupakan produk yang sangat dikehendaki oleh industri.

Etana di atmosfer dan badan angkasa

Ethane hadir di atmosfer planet Bumi dalam bekas, dan disyaki bahawa manusia telah berjaya menggandakan kepekatan ini sejak dia mula mengamalkan aktiviti perindustrian.

Para saintis percaya bahawa banyak kehadiran semasa etana di dalam atmosfera akibat pembakaran bahan api fosil, walaupun pelepasan global etana telah menurun sebanyak hampir separuh sejak teknologi pengeluaran gas syal telah bertambah baik (satu sumber gas alam).

Spesies ini juga dihasilkan secara semulajadi oleh kesan sinar matahari pada metana atmosfera, yang menggabungkan dan membentuk molekul etana.

Etana wujud dalam keadaan cair di permukaan Titan, salah satu bulan Saturnus. Ini berlaku dalam kuantiti yang lebih besar di Sungai Vid Flumina, yang mengalir lebih dari 400 kilometer ke arah salah satu lautannya. Ia juga telah dibuktikan sebatian ini pada komet, dan di permukaan Pluto.

Kegunaan

Pengeluaran etilen

Penggunaan etana didasarkan pada pengeluaran etilena, produk organik yang paling banyak digunakan dalam pengeluaran dunia, melalui proses yang dikenal sebagai retak stim..

Proses ini terdiri daripada melepaskan makanan ethane diencerkan dengan wap ke dalam oven, memanaskannya dengan cepat tanpa oksigen.

Reaksi berlaku pada suhu yang sangat tinggi (antara 850 dan 900 ºC), tetapi masa kediaman (masa yang dibelanjakan oleh etana di dalam oven) mestilah ringkas untuk reaksi yang berkesan. Pada suhu yang lebih tinggi, lebih banyak etilena dihasilkan.

Latihan bahan kimia asas

Etane juga telah dikaji sebagai komponen utama dalam pembentukan bahan kimia asas. Pengoksidaan oksidatif adalah salah satu proses yang dicadangkan untuk mendapatkan vinil klorida (komponen PVC), menggantikan yang kurang mahal dan lebih rumit.

Penyejuk

Akhirnya, etana digunakan sebagai penyejuk dalam sistem kriogenik biasa, juga menunjukkan keupayaan untuk membekukan sampel kecil di makmal untuk dianalisis.

Ia adalah pengganti yang sangat baik untuk air, yang memerlukan masa lebih lama untuk menyejukkan sampel halus, dan juga boleh menjana pembentukan kristal ais yang berbahaya.

Risiko ethane

-Ethane mempunyai keupayaan untuk menyalakan, terutamanya apabila ia mengikat udara. Pada peratusan 3.0 hingga 12.5% ​​jumlah etana di udara, campuran letupan boleh terbentuk.

-Ia boleh mengehadkan oksigen di udara di mana ia dijumpai, dan untuk sebab ini ia membentangkan faktor risiko sesak nafas untuk orang dan haiwan yang hadir dan terdedah.

-Etana dalam bentuk cecair beku boleh membakar kulit dengan ketara jika ia bersentuhan langsung dengannya, dan juga bertindak sebagai medium kriogenik untuk apa-apa objek yang menyentuh, membekukannya pada momen.

-Uap alkohol cair lebih berat dari udara dan tertumpu di atas tanah, ini dapat memberikan risiko penyalaan yang dapat menghasilkan reaksi pembakaran rantai.

-Pengambilan etana boleh menyebabkan mual, muntah dan pendarahan dalaman. Penyedutan, sebagai tambahan kepada lemas, menyebabkan sakit kepala, kekeliruan dan perubahan mood. Kematian akibat serangan jantung adalah mungkin pada pendedahan yang tinggi.

-Ia mewakili gas rumah hijau yang, bersama dengan metana dan karbon dioksida, menyumbang kepada pemanasan global dan perubahan iklim yang dijana oleh pencemaran manusia. Untungnya, ia kurang banyak dan tahan lama daripada metana, dan menyerap radiasi kurang daripada ini.

Rujukan

1. Britannica, E. (s.f.). Ethane. Diperolehi daripada britannica.com
2. Nes, G. V. (s.f.). Struktur tunggal kristal dan pengagihan ketumpatan elektron etana, etilena dan asetilena. Pulih daripada rug.nl
3. Tapak, G. (s.f.). Ethane: Sumber dan Sinks. Diambil dari sites.google.com
4. SoftSchools. (s.f.). Formula Etana. Pulih daripada softschools.com
5. Wikipedia. (s.f.). Ethane. Diambil dari en.wikipedia.org