Verschil tussen methaan en propaan

Methaan versus propaan
 

Methaan en propaan zijn de eerste en de derde leden van de alkaanfamilie. Hun moleculaire formules zijn CH₄ en C₃H₈ respectievelijk. De belangrijk verschil tussen methaan en propaan is hun chemische structuur; Methaan bevat slechts één koolstofatoom en vier waterstofatomen, terwijl propaan drie koolstofatomen bevat met acht waterstofatomen. Hun chemische en fysische eigenschappen variëren als gevolg van dit verschil.

Wat is methaan?

Methaan, ook bekend als carbaan, aardgas, moerasgas, koolstoftetrahydride, of waterstofcarbide,  is het kleinste lid van de alkane familie. De chemische formule is CH₄ (vier waterstofatomen zijn gebonden aan één koolstofatoom). Het is een belangrijk bestanddeel van aardgas. Methaan is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas. Het kan gemakkelijk ontstoken worden omdat de damp lichter is dan de lucht.

Methaan is van nature onder de grond en onder de zeebodem te vinden. Het atmosferische methaan wordt als een broeikasgas beschouwd. Methaan breekt af in CH₃- met water in de atmosfeer.

Wat is Propaan?

Propaan is het derde lid van de Alkane-familie. Zijn moleculaire formule is C₃H_6, en de molecuulmassa is gelijk aan 44,10 g · mol^-1. Het bestaat als een gas bij standaardtemperatuur en -druk, maar het kan samenpersen tot een transporteerbare vloeistof. Propaan bestaat niet van nature, maar wordt verkregen uit het aardolieraffinageproces en als bijproduct van de verwerking van aardgas.

Propaan is een kleurloze, geurloze, niet-giftige en brandbare gasvormige substantie en een in de handel verkrijgbaar geurmiddel wordt toegevoegd voor de identificatie van lekkages.

Wat is het verschil tussen methaan en propaan?

Kenmerken van methaan en propaan

Moleculaire structuur:

methaan: De molecuulformule van methaan is CH_4, en het is een voorbeeld van een tetraëdrische molecule met vier equivalente C-H-bindingen (sigmabindingen). De structuur is hieronder weergegeven.

Propaan: De moleculaire formule van ethaan is C₃H_8, en de structuur is hieronder weergegeven.

Chemische eigenschappen:

Verbranding:

methaan: Methaan brandt met een lichtblauwe niet-lichtgevende vlam producerende koolstofdioxide en water in de aanwezigheid van overtollige lucht of zuurstof. Het is een zeer exotherme reactie; het is dus een uitstekende brandstof.

CH₄(g) + 2O₂    → CO₂    +    2H₂O + 890 kJ / mol

Het verbrandt gedeeltelijk in koolmonoxide (CO) gas in de aanwezigheid van onvoldoende lucht of zuurstof.

2CH₄(g) + 3O₂     →   2CO + 2H₂O + energie

Propaan: Propaan brandt ook op dezelfde manier als de andere alkanen. Het brandt volledig in aanwezigheid van een overmaat aan zuurstof producerend water en koolstofdioxide.

C₃H₈    +    5O₂      →        3CO₂     +     4H₂O + 2220 kJ / mol

Bij afwezigheid van voldoende zuurstof voor het verbrandingsproces, verbrandt het onvolledig in koolmonoxide en / of roetkoolstof.

2 C₃H₈    +     9O₂     →      4co₂    +     2CO + 8H₂O + warmte

OF

C₃H₈     +     9O₂     →     3C       +     4H₂O + warmte

Propaanverbranding is veel schoner dan de verbranding van benzine, maar niet zo schoon als die van aardgas.

reacties:

methaan: Methaan vertoont substitutiereacties met halogenen. In deze reacties worden een of meer waterstofatomen vervangen door een gelijk aantal halogeenatomen en wordt het "halogenering."Het reageert met chloor (Cl) en broom (Br) in de aanwezigheid van zonlicht.

Wanneer een mengsel van methaan en stoom door een verwarmd (1000 K) nikkel wordt gevoerd, gedragen op aluminiumoxideoppervlak, kan het waterstof produceren.

Propaan: Propaan vertoont ook halogeenreacties onder speciale omstandigheden die verschillende producten in verschillende verhoudingen produceren.

CH₃-CH₂-CH₃     +     cl₂     →     CH₃-CH₂-CH₂Cl (45%) + CH₃-CHCl-CH_{3 (}55%)

CH₃-CH₂-CH₃     +     Br₂     →     CH₃-CH₂-CH₂Br (3%) + CH₃-CHBr-CH₃  (97%)

Gebruik van methaan en propaan

methaan: Methaan wordt gebruikt in veel industriële chemische processen (als brandstof, aardgas, vloeibaar aardgas) en wordt getransporteerd als gekoelde vloeistof.

Propaan: Propaan wordt over het algemeen gebruikt als brandstof in motoren, ovens, draagbare kachels, zuurstof-gasbranders, waterverwarmers, wasdrogers en voor verwarming in huizen. Het is een van de vloeibaar gemaakte petroleumgassen zoals butaan, propyleen en butyleen.

Definities:

Exotherme reactie: een exotherme reactie is een chemische reactie die energie vrijmaakt door licht of warmte.

Substitutiereacties: Substitutiereactie is een chemische reactie waarbij één functionele groep in een chemische verbinding wordt verplaatst en vervangen door een andere functionele groep.

Referenties: "Reactie van propaan met zuurstof!" THECOLT84 "Reacties van Alkenes" Michigan State universiteit   Hoffelijkheid van afbeelding: "Propane" door Holger87 - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia  "Methaan" (Public Domain) via Commons Wikimedia