- Struktur kimia
- Sintesis etana
- Hartanah
- Keterlarutan etana
- Penghabluran etana
- Pembakaran etana
- Ethane di atmosfera dan di cakerawala
- Permohonan
- Pengeluaran etilena
- Pembentukan kimia asas
- Penyejuk
- Risiko etana
- Rujukan
The etana ialah hidrokarbon mudah dengan formula C 2 H 6 dengan sifat tidak berwarna dan tidak berbau gas mempunyai penggunaan yang sangat berharga dan dipelbagaikan dalam sintesis etilena. Di samping itu, ini adalah salah satu gas daratan yang juga telah dikesan di planet lain dan badan bintang di sekitar Sistem Suria. Ia ditemui oleh saintis Michael Faraday pada tahun 1834.
Di antara sebilangan besar sebatian organik yang terbentuk oleh atom karbon dan hidrogen (dikenali sebagai hidrokarbon), terdapat sebatian yang terdapat dalam keadaan gas pada suhu dan tekanan persekitaran, yang banyak digunakan di banyak industri.
Ini biasanya berasal dari campuran gas yang disebut "gas asli", produk yang bernilai tinggi bagi manusia, dan terdiri daripada alkana jenis metana, etana, propana dan butana, antara lain; dikelaskan mengikut jumlah atom karbon dalam rantaiannya.
Struktur kimia
Etana adalah molekul dengan formula C 2 H 6 , biasanya dilihat sebagai penyatuan dua kumpulan metil (-CH 3 ) untuk membentuk hidrokarbon ikatan karbon-karbon tunggal. Di samping itu, ia adalah sebatian organik termudah selepas metana, seperti berikut:
H 3 C-CH 3
Atom karbon dalam molekul ini mempunyai hibridisasi jenis sp 3 , jadi ikatan molekul menunjukkan putaran bebas.
Begitu juga, terdapat fenomena etana intrinsik, yang berdasarkan putaran struktur molekulnya dan tenaga minimum yang diperlukan untuk menghasilkan putaran ikatan 360 darjah, yang oleh para saintis telah disebut sebagai "penghalang etana."
Atas sebab ini, etana dapat muncul dalam konfigurasi yang berbeza bergantung pada putarannya, walaupun konformasi yang paling stabil wujud di mana hidrogen saling bertentangan (seperti yang terlihat pada gambar).
Oleh Jslipscomb, dari Wikimedia Commons
Sintesis etana
Etana dapat disintesis dengan mudah dari elektrolisis Kolbe, tindak balas organik di mana dua langkah berlaku: dekarboksilasi elektrokimia (penyingkiran kumpulan karboksil dan pembebasan karbon dioksida) dua asid karboksilik, dan gabungan produk perantaraan untuk membentuk ikatan kovalen.
Begitu juga, elektrolisis asid asetik menimbulkan pembentukan etana dan karbon dioksida, dan tindak balas ini digunakan untuk mensintesis bekas.
Pengoksidaan anhidrida asetik oleh tindakan peroksida, konsep yang serupa dengan elektrolisis Kolbe, juga menghasilkan pembentukan etana.
Dengan cara yang sama, ia dapat dipisahkan secara efisien dari gas asli dan metana dengan proses pencairan, menggunakan sistem kriogenik untuk menangkap gas ini dan memisahkannya dari campuran dengan gas lain.
Proses pengembangan turboex lebih disukai untuk peranan ini: campuran gas disalurkan melalui turbin, menghasilkan pengembangan yang sama, sehingga suhunya turun di bawah -100ºC.
Sudah pada tahap ini, komponen campuran dapat dibezakan, jadi etana cair akan dipisahkan dari metana gas dan spesies lain yang terlibat dengan penggunaan penyulingan.
Hartanah
Etana berlaku secara semula jadi sebagai gas tidak berbau dan tidak berwarna pada tekanan dan suhu standard (1 atm dan 25 ° C). Ia mempunyai takat didih -88,5 ºC, dan takat lebur -182,8 ºC. Juga, ia tidak dipengaruhi oleh pendedahan kepada asid atau basa kuat.
Keterlarutan etana
Molekul etana adalah simetri dalam konfigurasi dan mempunyai daya tarikan yang lemah yang menyatukannya, yang disebut daya penyebaran.
Apabila etana cuba larut dalam air, daya tarikan yang terbentuk di antara gas dan cecair sangat lemah, jadi sangat sukar bagi etana untuk mengikat dengan molekul air.
Atas sebab ini, kelarutan etana sangat rendah, meningkat sedikit ketika tekanan sistem dinaikkan.
Penghabluran etana
Etana dapat dipadatkan, menghasilkan pembentukan kristal etana yang tidak stabil dengan struktur kristal padu.
Dengan penurunan suhu melebihi -183.2 ºC, struktur ini menjadi monoklinik, meningkatkan kestabilan molekulnya.
Pembakaran etana
Hidrokarbon ini, walaupun tidak banyak digunakan sebagai bahan bakar, dapat digunakan dalam proses pembakaran untuk menghasilkan karbon dioksida, air dan panas, yang ditunjukkan sebagai berikut:
2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O + 3 120 kJ
Terdapat juga kemungkinan pembakaran molekul ini tanpa oksigen berlebihan, yang dikenal sebagai "pembakaran tidak lengkap", dan yang mengakibatkan pembentukan karbon amorf dan karbon monoksida dalam reaksi yang tidak diingini, bergantung pada jumlah oksigen yang digunakan. :
2C 2 H 6 + 3O 2 → 4C + 6H 2 O + Panas
2C 2 H 6 + 4O 2 → 2C + 2CO + 6H 2 O + Panas
2C 2 H 6 + 5O 2 → 4CO + 6H 2 O + Panas
Di kawasan ini, pembakaran berlaku oleh serangkaian reaksi radikal bebas, yang dihitung dalam ratusan reaksi yang berbeza. Sebagai contoh, tindak balas pembakaran yang tidak lengkap dapat membentuk sebatian seperti formaldehid, asetaldehid, metana, metanol, dan etanol.
Ini bergantung kepada keadaan di mana tindak balas berlaku dan reaksi radikal bebas yang terlibat. Etilena juga dapat terbentuk pada suhu tinggi (600-900 ° C), yang merupakan produk yang sangat diinginkan oleh industri.
Ethane di atmosfera dan di cakerawala
Ethane hadir di atmosfer planet Bumi dalam jejak, dan disyaki manusia berjaya menggandakan kepekatan ini sejak mereka mula melakukan aktiviti industri.
Para saintis berpendapat bahawa sebahagian besar kehadiran etana di atmosfera disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil, walaupun pelepasan etana global telah menurun hampir separuh sejak teknologi pengeluaran gas serpih ditingkatkan (a sumber gas asli).
Spesies ini juga dihasilkan secara semula jadi oleh kesan cahaya matahari pada metana atmosfera, yang bergabung semula dan membentuk molekul etana.
Ethane wujud dalam keadaan cair di permukaan Titan, salah satu bulan Saturnus. Ini berlaku dalam kuantiti yang lebih besar di sungai Vid Flumina, yang mengalir sejauh lebih dari 400 kilometer menuju salah satu lautan. Kompaun ini juga telah dibuktikan pada komet, dan di permukaan Pluto.
Permohonan
Pengeluaran etilena
Penggunaan etana terutamanya berdasarkan pengeluaran etilena, produk organik yang paling banyak digunakan dalam pengeluaran dunia, melalui proses yang dikenali sebagai retakan fasa wap.
Proses ini melibatkan penghantaran umpan etana yang dicairkan wap ke dalam relau, dengan cepat memanaskannya tanpa oksigen.
Tindak balas berlaku pada suhu yang sangat tinggi (antara 850 dan 900 ° C), tetapi masa tinggal (masa yang dihabiskan etana di dalam tungku) mestilah tidak lama agar reaksi berkesan. Pada suhu yang lebih tinggi, lebih banyak etilena dihasilkan.
Pembentukan kimia asas
Ethane juga telah dikaji sebagai komponen utama dalam pembentukan bahan kimia asas. Pengklorinan oksidatif adalah salah satu proses yang dicadangkan untuk mendapatkan vinil klorida (komponen PVC), menggantikan yang lain yang kurang ekonomik dan lebih rumit.
Penyejuk
Akhirnya, etana digunakan sebagai bahan pendingin dalam sistem kriogenik yang sama, juga menunjukkan kemampuan membekukan sampel kecil di makmal untuk dianalisis.
Ia adalah pengganti air yang sangat baik, yang memerlukan waktu lebih lama untuk menyejukkan sampel halus, dan juga boleh menyebabkan kristal ais berbahaya terbentuk.
Risiko etana
-Ethane memiliki kemampuan untuk menyala, terutama ketika mengikat dengan udara. Pada isipadu isipadu 3.0 hingga 12.5% di udara, campuran letupan boleh terbentuk.
-Ia dapat mengehadkan oksigen di udara di mana ia dijumpai, dan untuk alasan ini ia menunjukkan faktor risiko mati lemas bagi orang dan haiwan yang ada dan terdedah.
-Etana dalam bentuk cairan beku dapat membakar kulit dengan serius jika ia bersentuhan langsung dengannya, dan juga bertindak sebagai medium kriogenik untuk objek yang disentuhnya, membeku seketika.
-Uapian etana cair lebih berat daripada udara dan tertumpu di tanah, ini boleh menimbulkan risiko pencucuhan yang boleh menghasilkan reaksi rantai pembakaran.
-Makanan etana boleh menyebabkan mual, muntah dan pendarahan dalaman. Penyedutan, selain sesak nafas, menyebabkan sakit kepala, kebingungan, dan perubahan mood. Kematian akibat serangan jantung mungkin berlaku pada pendedahan yang tinggi.
-Menyampaikan gas rumah hijau yang, bersama dengan metana dan karbon dioksida, menyumbang kepada pemanasan global dan perubahan iklim yang disebabkan oleh pencemaran manusia. Nasib baik, ia kurang banyak dan tahan lama daripada metana, dan menyerap lebih sedikit radiasi daripada metana.
Rujukan
- Britannica, E. (nd). Ethane. Diperolehi dari britannica.com
- Nes, GV (nd). Struktur kristal tunggal dan taburan ketumpatan elektron etana, etilena dan asetilena. Dipulihkan dari permaidani.nl
- Laman web, G. (sf). Ethane: Sumber dan Tenggelam. Diperolehi dari sites.google.com
- SoftSchools. (sf). Formula Etana. Dipulihkan dari softschools.com
- Wikipedia. (sf). Ethane. Diperolehi dari en.wikipedia.org