Чим відрізняється пропан від бутану

Чим відрізняється пропан від бутану

Пропан і бутан - члени одного гомологічного ряду алканів. Алкани - це граничні нециклічні вуглеводні, в молекулах яких всі атоми вуглецю знаходяться в стані sp3-гібридизації.

Особливості гомологічної низки алканів

Загальна молекулярна формула алканів - C (n) H (2n + 2). Ряд починається метаном CH4 і триває етаном C2H6, пропаном C3H8, бутаном C4H10, пентаном C5H12 і так далі. Кожен наступний член відрізняється від попереднього на групу CH2.


При віднятті від алкана одного атома водню виходить одновалентний вуглеводневий радикал алкіл, що має загальну формулу C (n) H (2n + 1). Найпростіший з них - мітив -CH3. Для пропану це буде пропив -C3H7, для бутану - бутил -C4H9. Перший існує у вигляді двох структурних ізомерів - нормального пропила (н-пропила) і ізопропілу (втор-пропила), вільна валентність у якого знаходиться у вторинного атома вуглецю. Бутіл має 4 структурні ізомери: н-бутил, обурив, втор-бутил і трет-бутил.

У молекулі алкана атом вуглецю пов 'язаний простими зв' язками з чотирма іншими атомами (вуглецем або воднем) та інші атоми приєднувати не може. Тому алкани називаються граничними, або насиченими, вуглеводнями.

Для алканів характерна тільки структурна ізомерія. Пропан, як метан і етан, не має ізомерів, а починаючи з бутану стає можливим розгалуження вуглецевого ланцюга. Чим довший вуглецевий ланцюг, тим більше можливо ізомерів для однієї молекулярної формули.

Альтернативна назва винайдена - 2-метилпропан, оскільки його можна уявити як молекулу пропану з метильним заступником -CH3 біля другого атома вуглецю в головному ланцюгу.

За фізичними властивостями перші чотири члени гомологічного ряду алканів (метан, етан, пропан і бутан) - гази без запаху, від C5H12 до C15H32 - рідини, що мають запах, далі - тверді речовини без запаху. Це безбарвні речовини, погано розчинні у воді, легші води. У міру зростання молекулярної маси нормальних алканів температури кипіння і плавлення збільшуються, тобто температура кипіння бутану вище, ніж пропану.

Які хімічні властивості пропану і бутану

Всі алкани, історично звані також "парафінами", хімічно малоактивні і виявляють низьку реакційну здатність. Це пояснюється малою полярністю зв 'язків C-C і С-Н в молекулах (атоми вуглецю і водню мають майже однакову електроотрицьковість). Напад характерні для алканів реакції заміщення, здійснювані за вільнорадикальним механізмом: це, наприклад, реакції галогенування, нітрування, сульфування, в результаті яких утворюються галогеналкани, нітроалкани і сульфоалкани. При високих температурах алкани окисляються киснем повітря (горять) з отриманням води і вуглекислого газу CO2, чадного газу CO або вуглецю C залежно від надлишку або нестачі кисню. Каталітичне окислення алканів киснем при невисоких температурах може давати альдегіди, кетони, спирти і карбонові кислоти, причому як з розривом, так і без розриву вуглецевого ланцюга. До термічних реакцій алканів відносять крекінг, дегідування, дегідроциклізацію, ізомеризацію.


Як отримують пропан і бутан

У промисловості гомологи метану видобувають з природної сировини - нафти, газу, гірського воску, а також синтезують з суміші водню та оксиду вуглецю (II). У лабораторії пропан і бутан можна отримати шляхом каталітичного гідрування непредельних вуглеводнів (пропена і пропина, бутена і бутина) і по реакції Вюрца.