Etano

Struttura Estano

Cos'è Ethane?

Lui Etano È un semplice idrocarburo di formula C₂H₆ Con una natura incolore e del gas che ha un uso molto prezioso e diversificato nella sintesi di etilene. Inoltre, è uno dei gas terrestri che è stato rilevato anche in altri pianeti e corpi stellari intorno al sistema solare. Fu scoperto dallo scienziato Michael Faraday nel 1834.

Tra il gran numero di composti organici formati da atomi di carbonio e idrogeno (noti come idrocarburi), ci sono quelli che sono in uno stato gassoso a temperature e pressioni ambientali, che sono notevolmente utilizzati in numerosi settori.

Questi di solito provengono dalla miscela gassosa chiamata "gas naturale", un prodotto di alto valore per l'umanità e costituiscono il tipo di metano, etano, propano e butano, tra gli altri; qualificandosi in base alla quantità di atomi di carbonio nella sua catena.

Struttura chimica dell'etano

Estano è una molecola di Formula C₂H₆, tipicamente visto come un'unione di due gruppi metilici (-Ch₃) Per formare l'idrocarburo di un semplice legame di carbonio carbonio. È anche il composto organico più semplice dopo il metano, che rappresenta se stesso:

H₃C-ch₃

Gli atomi di carbonio in questa molecola hanno ibridazione del tipo SP³, Quindi i legami molecolari hanno una rotazione libera.

Esiste anche un fenomeno intrinseco di etano, che si basa sulla rotazione della sua struttura molecolare e sull'energia minima richiesta per produrre una rotazione del collegamento a 360 gradi, che gli scienziati hanno chiamato "etano barra".

Per questo motivo, Ethan.

Struttura chimica dell'etano. Fonte: Wikimedia Commons

Sintesi di etano

Estano può essere facilmente sintetizzato dall'elettrolisi di Kolbe, una reazione organica in cui si verificano due fasi: una decarbossilazione elettrochimica (rimozione del gruppo carbossilico e liberazione di anidride carbonica) di due acidi carbossilici e la combinazione dei prodotti per formare un legame covalente di legame covalente.

Allo stesso modo, l'elettrolisi dell'acido acetico provoca la formazione di etano e anidride carbonica e questa reazione viene utilizzata per sintetizzare la prima.

L'ossidazione dell'anidride acetica mediante l'azione dei perossidi, un concetto simile all'elettrolisi di Kolbe, provoca anche la formazione di etano.

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Allo stesso modo, può essere separato in modo efficiente dal gas naturale e dal metano da un processo di liquefazione, usando sistemi criogenici per catturare questo gas e separarlo da miscele con altri gas.

Il processo di espansione turbo è il preferito per questo ruolo: la miscela di gas è realizzata da una turbina, generando un'espansione di essa, fino a quando la sua temperatura non scende al di sotto di -100 ° C.

Già a questo punto, i componenti della miscela possono essere differenziati, quindi l'etano liquido dal metano gassoso e le altre specie coinvolte nell'uso di una distillazione saranno separate.

Proprietà estano

Estano è presentato in natura come bagno e gas incolore alle pressioni e alle temperature standard (1 atm e 25 ° C). Ha un punto di ebollizione di -88,5 ° C e un punto di fusione di -182,8 ° C. Inoltre, non è influenzato dall'esposizione ad acidi o basi forti.

Solubilità dell'etano

Le molecole di etano sono configurazioni simmetriche e hanno forze di attrazione deboli che le tengono insieme, chiamate forze di dispersione.

Quando l'etano cerca di dissolversi in acqua, le forze di attrazione formate tra gas e liquido sono molto deboli, in modo che l'etano difficilmente si unisca alle molecole d'acqua.

Per questo motivo, la solubilità dell'etano è considerevolmente bassa, aumentando leggermente quando la pressione del sistema aumenta.

Cristallizzazione dell'etano

Estano può essere solidificato, creando cristalli di etano instabili con struttura cristallina cubica.

Con una diminuzione della temperatura oltre -183,2 ° C, questa struttura diventa monoclinica, aumentando la stabilità della sua molecola.

Combustazione di etano

Questo idrocarburo, anche se non ampiamente utilizzato come combustibile, può essere utilizzato nei processi di combustione per generare anidride carbonica, acqua e calore, che è rappresentato come segue:

2 c₂H₆ + 7 °₂ → 4co₂ + 6h₂O + 3120 kJ

Esiste anche la possibilità di bruciare questa molecola senza un eccesso di ossigeno, che è noto come "combustione incompleta" e che si traduce nella formazione di carbonio amorfo e monossido di carbonio in una reazione indesiderata, in base alla quantità di ossigeno applicato:

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2 c₂H₆ + 3 °₂ → 4c + 6h₂O + calore

2 c₂H₆ + 4 °₂ → 2C + 2CO + 6H₂O + calore

2 c₂H₆ + 5 °₂ → 4co + 6h₂O + calore

In quest'area, la combustione avviene da una serie di reazioni radicali libere, che sono numerate nelle centinaia di reazioni diverse. Ad esempio, nei composti di reazioni di combustione incomplete come formaldeide, acetaldeide, metano, metanolo ed etanolo possono essere formati.

Ciò dipenderà dalle condizioni in cui si verificano la reazione e le reazioni dei radicali liberi. L'etilene può anche formarsi ad alte temperature (600-900 ° C), che è un prodotto altamente desiderato per l'industria.

Estano nell'atmosfera e nei corpi celesti

Estano è presente nell'atmosfera del pianeta Terra in tracce, e si sospetta che l'essere umano sia riuscito a raddoppiare questa concentrazione da quando ha iniziato a praticare attività industriali.

Gli scienziati pensano che gran parte dell'attuale presenza di ETA nell'atmosfera sia dovuta alla combustione dei combustibili fossili, sebbene l'emissione mondiale dell'etano sia diminuita di quasi metà strada da quando le tecnologie di produzione del gas Lutita sono state migliorate (una fonte di gas naturale).

Questa specie si verifica anche naturalmente dall'effetto dei raggi solari sul metano atmosferico, che ricombina e forma una molecola di etano.

C'è un etano in stato liquido sulla superficie di Titano, una delle lune di Saturno. Questo è presentato in maggiore quantità sul fiume Vid Flumina, che scorre per oltre 400 chilometri in uno dei suoi mari. Questo composto è stato anche evidenziato sulle comete e sulla superficie di Plutone.

Usi di etano

Produzione di etilene

L'uso dell'etano si basa principalmente sulla produzione di etilene, il prodotto organico di un maggiore utilizzo nella produzione mondiale, attraverso un processo noto come stadio a vapore.

Questo processo consiste nel passare un Ethan diluito.

La reazione si verifica a una temperatura estremamente elevata (tra 850 e 900 ° C), ma il tempo di permanenza (il tempo in cui l'etano passa all'interno del forno) deve essere breve in modo che la reazione sia efficace. A temperature più elevate, viene generato più etilene.

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Formazione chimica di base

Etano è stato anche studiato come componente principale nella formazione di sostanze chimiche di base. La clorazione ossidativa è uno dei processi sollevati per ottenere cloruro di vinile (un componente in PVC), sostituendo gli altri meno economici e più complicati.

Refrigerante

Infine, l'etano viene utilizzato come refrigerante nei sistemi criogenici comuni, che mostra anche capacità di congelare piccoli campioni in laboratorio per l'analisi.

È un ottimo sostituto dell'acqua, che richiede di più per raffreddare i campioni delicati e può anche generare la formazione di cristalli di ghiaccio dannosi.

Rischi di etano

-Estano ha la capacità di infiammarsi, principalmente quando si unisce all'aria. Per percentuali dal 3,0 al 12,5% di volume di etano nell'aria, può essere formata una miscela esplosiva.

-Può limitare l'ossigeno nell'aria in cui si trova, e per questo motivo presenta un fattore di rischio per il soffocamento per persone e animali presenti ed esposti.

-L'etano in forma liquida congelata può bruciare seriamente la pelle se entra in contatto diretto con essa e funge anche da mezzo criogenico per qualsiasi oggetto che tocca, congelandolo nei momenti.

-I vapori di etano liquido sono più pesanti dell'aria e si concentrano sul terreno, questo può presentare un rischio di accensione che può generare una reazione a combustione a catena.

-L'ingestione di etano può causare nausea, vomito e emorragie interne. L'inalazione, oltre al soffocamento, provoca mal di testa, confusione e cambiamento di umorismo. La morte dovuta all'arresto cardiaco è possibile ad alte mostre.

-Rappresenta un gas serra che, insieme a metano e anidride carbonica, contribuisce al riscaldamento globale e ai cambiamenti climatici generati dall'inquinamento umano. Fortunatamente, è meno abbondante e duraturo del metano e assorbe meno radiazioni di questo.

Riferimenti

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