Пропан – органикалық қосылыс, гомологтық қатардағы алкандардың үшінші өкілі. Бөлме температурасында бұл түссіз және иіссіз газ. Пропанның химиялық формуласы C3H8. Өрт және жарылыс қаупі. Оның уыттылығы аз. Жүйке жүйесіне жұмсақ әсер етеді және есірткілік қасиетке ие.
Ғимарат
Пропан – үш көміртек атомынан тұратын қаныққан көмірсутек. Осы себепті оның қисық пішіні бар, бірақ байланыс осьтерінің айналасында тұрақты айналу салдарынан бірнеше молекулалық конформациялар бар. Молекуладағы байланыстар ковалентті: С-С полюссіз, С-Н әлсіз полярлы. Осыған байланысты оларды бұзу қиын, ал заттың химиялық реакцияларға түсуі өте қиын. Бұл пропанның барлық химиялық қасиеттерін белгілейді. Оның изомерлері жоқ. Пропанның молярлық массасы 44,1 г/моль.
Алу әдістері
Пропан өнеркәсіпте ешқашан жасанды түрде синтезделмейді. Ол табиғи газдан және мұнайдан дистилляция арқылы оқшауланады. Бұл үшін барарнайы өндірістік блоктар.
Зертханада пропанды келесі химиялық реакциялар арқылы алуға болады:
- Пропеннің гидрогенизациясы. Бұл реакция тек температура көтерілгенде және катализатордың (Ni, Pt, Pd) қатысуымен жүреді.
- Алканды галогенидтердің тотықсыздануы. Әр түрлі галогенидтер әртүрлі реагенттер мен шарттарды пайдаланады.
- Вурц синтезі. Оның мәні мынада: екі галоаклкан молекуласы сілтілі металмен әрекеттесіп, бір молекуламен байланысады.
- Бутир қышқылы мен оның тұздарының декарбоксилденуі.
Пропанның физикалық қасиеттері
Жоғарыда айтылғандай, пропан түссіз және иіссіз газ. Ол суда және басқа полярлы еріткіштерде ерімейді. Бірақ ол кейбір органикалық заттарда (метанол, ацетон және т.б.) ериді. -42, 1 °С-та ол сұйытады, ал -188 °С-та қатты күйге айналады. Жанғыш, өйткені ол ауамен тұтанғыш және жарылғыш қоспалар түзеді.
Пропанның химиялық қасиеттері
Олар алкандардың типтік қасиеттерін білдіреді.
- Катализдік дегидрлеу. Хром (III) оксиді немесе алюминий тотығы катализаторы арқылы 575 °C температурада орындалады.
- Галогендеу. Хлорлау және бромдау ультракүлгін сәулеленуді немесе жоғары температураны қажет етеді. Хлор негізінен сыртқы сутегі атомын ауыстырады, дегенмен кейбір молекулаларда ортаңғы атом ауыстырылады. Температураның жоғарылауы 2-хлоропропан шығымының жоғарылауына әкелуі мүмкін. Хлоропропан дихлоропропан, трихлоропропан және т.б. түзу үшін одан әрі галогенденуі мүмкін.
Галогендеу реакцияларының механизмі тізбекті. Жарық немесе жоғары температура әсерінен галоген молекуласы радикалдарға ыдырайды. Олар пропанмен әрекеттеседі, одан сутегі атомын алып тастайды. Нәтижесінде бос кесу пайда болады. Ол галоген молекуласымен әрекеттесіп, оны қайтадан радикалдарға бөледі.
Бромдау бірдей механизммен жүреді. Йодтауды тек құрамында йод бар арнайы реагенттермен ғана жүргізуге болады, өйткені пропан таза йодпен әрекеттеспейді. Фтормен әрекеттескенде жарылыс пайда болады, көп алмастырылған пропан туындысы түзіледі.
Нитрлеуді сұйылтылған азот қышқылымен (Коновалов реакциясы) немесе азот оксидімен (IV) жоғары температурада (130-150 °C) жүргізуге болады.
Сульфонды тотығу және сульфохлорлау ультракүлгін сәулемен жүзеге асырылады.
Пропанның жану реакциясы: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Сондай-ақ белгілі бір катализаторлар арқылы жеңілірек тотығуды жүргізуге болады. Пропанның жану реакциясы әртүрлі болады. Бұл жағдайда пропанол, пропанал немесе пропион қышқылы алынады.қышқыл. Тотықтырғыш ретінде оттегіден басқа пероксидтер (көбінесе сутегі асқын тотығы), өтпелі металл оксидтері, хром (VI) және марганец (VII) қосылыстары қолданылуы мүмкін.
Пропан күкіртпен әрекеттесіп изопропил сульфиді түзеді. Ол үшін катализатор ретінде тетрабромэтан мен алюминий бромиді қолданылады. Реакция 20 °C температурада екі сағат бойы жүреді. Реакция шығымы 60%.
Дәл осындай катализаторлармен ол көміртегі тотығымен (I) әрекеттесіп, 2-метилпропан қышқылының изопропил эфирін түзе алады. Реакциядан кейінгі реакция қоспасын изопропанолмен өңдеу керек. Сонымен, біз пропанның химиялық қасиеттерін қарастырдық.
Қолданба
Жақсы тұтанғыш болғандықтан, пропан күнделікті өмірде және өнеркәсіпте отын ретінде пайдаланылады. Оны көліктерге отын ретінде де пайдалануға болады. Пропан шамамен 2000 ° C температурада жанады, сондықтан ол металды дәнекерлеу және кесу үшін қолданылады. Пропан оттықтары жол құрылысында битум мен асфальтты қыздырады. Бірақ көбінесе нарықта таза пропан емес, оның бутанмен (пропан-бутан) қоспасы қолданылады.
Біртүрлі көрінгенімен, ол тамақ өнеркәсібінде E944 қоспасы ретінде де қолданыла бастады. Химиялық қасиеттеріне байланысты пропан онда хош иістер үшін еріткіш ретінде, сондай-ақ майларды өңдеу үшін қолданылады.
Р-290a хладагент ретінде пропан мен изобутан қоспасы пайдаланылады. Ол ескі салқындатқыш агенттерге қарағанда тиімдірек және озон қабатын бұзбайтындықтан экологиялық таза.
Тамаша қолданбапропан органикалық синтезде кездеседі. Ол полипропилен және әртүрлі еріткіштерді өндіру үшін қолданылады. Мұнай өңдеуде оны асфальтсыздандыру, яғни битум қоспасындағы ауыр молекулалардың үлесін азайту үшін қолданады. Бұл ескі асфальтты қайта өңдеу үшін қажет.
