Unterschied zwischen Methan und Propan

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 13:35

Methan gegen Propan

Methan und Propan sind die ersten und dritten Mitglieder der Familie der Alkane. Ihre Summenformeln sind CH₄ bzw. C₃H_{8. Der Hauptunterschied zwischen Methan und Propan ist ihre chemische Struktur; Methan enthält nur ein Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatome, während Propan drei Kohlenstoffatome mit acht Wasserstoffatomen enthält. Ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften variieren aufgrund dieses Unterschieds.}

Was ist Methan?

Methan, auch bekannt als Karban, Erdgas, Sumpfgas, Tetrahydridkohlenstoff oder Wasserstoffkarbid, ist das kleinste Mitglied der Familie der Alkane. Seine chemische Formel ist CH_{4(vier Wasserstoffatome sind an ein Kohlenstoffatom gebunden). Es ist ein Hauptbestandteil von Erdgas. Methan ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Es kann leicht entzündet werden, da sein Dampf leichter als Luft ist.}

Methan kann natürlich unter der Erde und unter dem Meeresboden gefunden werden. Das atmosphärische Methan gilt als Treibhausgas. Methan zerfällt in CH_{3– mit Wasser in der Atmosphäre.}

Was ist Propan?

Propan ist das dritte Mitglied der Familie der Alkane. Seine Summenformel ist C₃H_6, und die Molekülmasse beträgt 44,10 g·mol^{−1 Es existiert als Gas bei Standardtemperatur und -druck, kann aber zu einer transportablen Flüssigkeit komprimiert werden. Propan kommt nicht in der Natur vor, sondern wird bei der Erdölraffination und als Nebenprodukt der Erdgasverarbeitung gewonnen.}

Propan ist eine farblose, geruchlose, ungiftige und brennbare gasförmige Substanz, der zur Identifizierung von Leckagen ein handelsüblicher Geruchsstoff zugesetzt wird.

Was ist der Unterschied zwischen Methan und Propan?

Eigenschaften von Methan und Propan

Molekülstruktur:

Methan: Die Summenformel von Methan lautet CH_{4,und ist ein Beispiel für ein tetraedrisches Molekül mit vier äquivalenten CH-Bindungen (Sigma-Bindungen). Seine Struktur ist unten angegeben.}

Propan: Die Molekularformel von Ethan ist C₃H_{8,und seine Struktur ist unten angegeben.}

Chemische Eigenschaften:

Verbrennung:

Methan: Methan verbrennt mit einer blassblauen, nicht leuchtenden Flamme und erzeugt in Gegenwart von überschüssiger Luft oder Sauerstoff Kohlendioxid und Wasser. Es ist eine stark exotherme Reaktion; daher ist es ein ausgezeichneter Brennstoff.

CH₄(g) + 2O₂ → CO₂ + 2H 2_{O + 890 kJ/mol}

Bei unzureichender Luft- oder Sauerstoffzufuhr verbrennt es teilweise zu Kohlenmonoxid (CO).

2CH₄(g) + 3O₂ → 2CO + 2H_{2O + Energie}

Propan: Auch Propan brennt ähnlich wie die anderen Alkane. Es verbrennt vollständig in Gegenwart von überschüssigem Sauerstoff unter Bildung von Wasser und Kohlendioxid.

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂+ 4H_{2O + 2220 kJ/mol}

In Ermangelung von ausreichend Sauerstoff für den Verbrennungsprozess verbrennt es unvollständig zu Kohlenmonoxid und/oder Rußkohle.

2 C₃H₈ + 9O₂ → 4CO₂ + 2CO + 8H_{2O + Wärme}

ODER

C₃H₈ + 9O₂ → 3C _{+ 4H}2_{O + Hitze}

Propanverbrennung ist viel sauberer als die Verbrennung von Benzin, aber nicht so sauber wie die von Erdgas.

Reaktionen:

Methan: Methan zeigt Substitutionsreaktionen mit Halogenen. Bei diesen Reaktionen werden ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine gleiche Anzahl von Halogenatomen ersetzt, was als „Halogenierung“bezeichnet wird. Es reagiert mit Chlor (Cl) und Brom (Br) in Gegenwart von Sonnenlicht.

Wenn eine Mischung aus Methan und Dampf durch ein erhitztes (1000 K) Nickel auf einer Aluminiumoxid-Oberfläche geleitet wird, kann es Wasserstoff erzeugen.

Propan: Auch Propan zeigt unter besonderen Bedingungen Halogenierungsreaktionen, bei denen unterschiedliche Produkte in unterschiedlichen Anteilen entstehen.

CH₃-CH₂-CH₃ + Cl _{2 → CH}3_-CH2_-CH2_{Cl (45%) + CH}3_-CHCl-CH3 (_55%)

CH₃-CH₂-CH₃ + Br _{2 → CH}3_-CH2_-CH2_{Br (3%) + CH}3_-CHBr-CH3 _(97%)

Verwendung von Methan und Propan

Methan: Methan wird in vielen industriellen chemischen Prozessen (als Brennstoff, Erdgas, verflüssigtes Erdgas) verwendet und als gekühlte Flüssigkeit transportiert.

Propan: Propan wird im Allgemeinen als Brennstoff in Motoren, Öfen, tragbaren Öfen, Oxy-Gas-Fackeln, Warmwasserbereitern, Wäschetrocknern und zum Heizen in Häusern verwendet. Es gehört zu den Flüssiggasen wie Butan, Propylen und Butylen.

Definitionen:

Exotherme Reaktion: Eine exotherme Reaktion ist eine chemische Reaktion, die durch Licht oder Wärme Energie freisetzt.

Substitutionsreaktionen: Eine Substitutionsreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der eine funktionelle Gruppe in einer chemischen Verbindung verdrängt und durch eine andere funktionelle Gruppe ersetzt wird.