Belangrijkste verschil - Methaan versus ethaan
Methaan en ethaan zijn de kleinste leden van de alkaanfamilie. De moleculaire formules van deze twee organische verbindingen zijn respectievelijk CH 4 en C 2 H 6. Het belangrijkste verschil tussen methaan en ethaan is hun chemische structuur; een ethaanmolecuul kan worden beschouwd als twee methylgroepen die zijn samengevoegd als een dimeer van methylgroepen. De overige chemische en fysische verschillen ontstaan voornamelijk door dit structurele verschil.
Wat is methaan?
Methaan is het kleinste lid van de alkaanfamilie met de chemische formule CH 4 (vier waterstofatomen zijn gebonden aan één koolstofatoom). Het wordt beschouwd als het belangrijkste bestanddeel van aardgas. Methaan is een kleurloos, reukloos en smaakloos gas; ook bekend als carbaan, moerasgas, aardgas, koolstoftetrahydride en waterstofcarbide. Het kan gemakkelijk worden ontstoken en de damp is lichter dan de lucht.
Methaan komt van nature voor onder de grond en onder de zeebodem. Het atmosferische methaan wordt beschouwd als een broeikasgas. Methaan wordt afgebroken tot CH 3 - met water in de atmosfeer.
Wat is ethaan?
Ethaan is een kleurloze, reukloze gasvormige verbinding bij standaard temperatuur en druk. De molecuulformule en molecuulgewicht C 2 H 6 en 30,07 g · mol -1 resp. Het wordt geïsoleerd uit aardgas, als bijproduct van het aardolieraffinageproces. Ethaan is erg belangrijk bij de productie van ethyleen.
Wat is het verschil tussen methaan en ethaan?
Kenmerken van methaan en ethaan
Structuur:
Methaan: De molecuulformule van methaan is CH 4, en het is een voorbeeld van een tetraëdrische molecuul met vier equivalente CH-bindingen (sigma-bindingen). De bindingshoek tussen HCH-atomen is 109,5 0 en alle CH-bindingen zijn equivalent, en is gelijk aan 108,70 pm.
Ethaan: De molecuulformule van ethaan is C 2 H 6 en het is een verzadigde koolwaterstof omdat het niet meerdere bindingen bevat.
Chemische eigenschappen:
Methaan:
Stabiliteit: Methaan is een chemisch zeer stabiel molecuul dat onder normale omstandigheden niet reageert met KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, H 2 SO 4 of HNO 3.
Verbranding: In aanwezigheid van overtollige lucht of zuurstof verbrandt methaan met een bleekblauwe niet-lichtgevende vlam die kooldioxide en water produceert. Het is een sterk exotherme reactie; daarom wordt het gebruikt als een uitstekende brandstof. Bij aanwezigheid van onvoldoende lucht of zuurstof brandt het gedeeltelijk in koolmonoxide (CO) gas.
Substitutiereacties: Methaan vertoont substitutiereacties met halogenen. Bij deze reacties worden een of meer waterstofatomen vervangen door een gelijk aantal halogeenatomen en dit wordt 'halogenering' genoemd. Het reageert met chloor (Cl) en broom (Br) in aanwezigheid van zonlicht.
Reactie met stoom: wanneer een mengsel van methaan en stoom door een verwarmd (1000 K) nikkel wordt geleid dat op een aluminiumoxide-oppervlak wordt ondersteund, kan het waterstof produceren.
Pyrolyse: wanneer methaan wordt verwarmd tot ongeveer 1300 K, wordt het afgebroken tot roet en waterstof.
Ethaan:
Reacties: Ethaangas (CH 3 CH 3) reageert met broomdamp in aanwezigheid van licht om broomethaan, (CH 3 CH 2 Br) en waterstofbromide (HBr) te vormen. Het is een substitutiereactie; een waterstofatoom in ethaan wordt vervangen door een broomatoom.
CH 3 CH 3 + Br 2 à CH 3 CH 2 Br + HBr
Verbranding: De volledige verbranding van ethaan produceert 1559,7 kJ / mol (51,9 kJ / g) warmte, kooldioxide en water.
2 C 2 H 6 + 7 O 2 → 4 CO 2 + 6 H 2 O + 3120 kJ
Het kan ook voorkomen zonder een teveel aan zuurstof, waardoor een mengsel van amorfe koolstof en koolmonoxide ontstaat.
2 C 2 H 6 + 3 O 2 → 4 C + 6 H 2 O + energie
2 C 2 H 6 + 5 O 2 → 4 CO + 6 H 2 O + energie
2 C 2 H 6 + 4 O 2 → 2 C + 2 CO + 6 H 2 O + energie etc.
Definities:
Substitutiereacties: Substitutiereactie is een chemische reactie waarbij de ene functionele groep in een chemische verbinding wordt verplaatst en vervangen door een andere functionele groep.
Toepassingen:
Methaan: Methaan wordt gebruikt in veel industriële chemische processen (als brandstof, aardgas, vloeibaar aardgas) en wordt getransporteerd als gekoelde vloeistof.
Ethaan: Ethaan wordt gebruikt als brandstof voor motoren en als koelmiddel voor een systeem met extreem lage temperaturen. Het wordt vervoerd in stalen cilinders als een vloeibaar gemaakt gas onder zijn eigen dampdruk.
