Propan je organsko jedinjenje, treći predstavnik alkana u homolognom nizu. Na sobnoj temperaturi, to je plin bez boje i mirisa. Hemijska formula propana je C3H8. Opasnost od požara i eksplozije. Ima malu toksičnost. Blago deluje na nervni sistem i ima narkotička svojstva.
Zgrada
Propan je zasićeni ugljovodonik koji se sastoji od tri atoma ugljenika. Iz tog razloga ima zakrivljen oblik, ali zbog stalne rotacije oko osi veze postoji nekoliko molekularnih konformacija. Veze u molekulu su kovalentne: C-C nepolarne, C-H slabo polarne. Zbog toga ih je teško razbiti, a tvar je prilično teško ući u kemijske reakcije. Ovo postavlja sva hemijska svojstva propana. Ne sadrži izomere. Molarna masa propana je 44,1 g/mol.
Načini dobijanja
Propan se gotovo nikada ne sintetizira umjetno u industriji. Izoluje se iz prirodnog gasa i nafte destilacijom. Za ovo postojeposebne proizvodne jedinice.
U laboratoriji, propan se može dobiti sljedećim hemijskim reakcijama:
- Hidrogenacija propena. Ova reakcija se dešava samo kada temperatura poraste iu prisustvu katalizatora (Ni, Pt, Pd).
- Smanjenje alkan halogenida. Različiti halogenidi koriste različite reagense i različite uslove.
- Wurtz Synthesis. Njegova suština je da se dva molekula haloaklana vežu u jedan, reagujući sa alkalnim metalom.
- Dekarboksilacija butirne kiseline i njenih soli.
Fizička svojstva propana
Kao što je već pomenuto, propan je gas bez boje i mirisa. Nerastvorljiv je u vodi i drugim polarnim rastvaračima. Ali se rastvara u nekim organskim supstancama (metanol, aceton i druge). Na -42,1 °C se ukapljuje, a na -188 °C postaje čvrst. Zapaljiv, jer sa vazduhom stvara zapaljive i eksplozivne mešavine.
Hemijska svojstva propana
Oni predstavljaju tipična svojstva alkana.
- Katalitička dehidrogenacija. Izvedeno na 575 °C korištenjem hrom (III) oksida ili katalizatora glinice.
- Halogenacija. Kloriranje i bromiranje zahtijevaju ultraljubičasto zračenje ili povišenu temperaturu. Klor pretežno zamjenjuje vanjski atom vodika, iako je u nekim molekulima zamijenjen srednji. Povećanje temperature može dovesti do povećanja prinosa 2-kloropropana. Kloropropan se može dalje halogenirati kako bi se formirao dihloropropan, trikloropropan i tako dalje.
Mehanizam reakcija halogeniranja je lančani. Pod dejstvom svetlosti ili visoke temperature, molekul halogena se raspada na radikale. Oni stupaju u interakciju s propanom, oduzimajući mu atom vodonika. Kao rezultat, formira se slobodni rez. Interagira sa molekulom halogena, ponovo ga razbijajući u radikale.
Bromiranje se dešava istim mehanizmom. Jodiranje se može provesti samo posebnim reagensima koji sadrže jod, jer propan ne stupa u interakciju s čistim jodom. Prilikom interakcije sa fluorom dolazi do eksplozije, formira se polisupstituirani derivat propana.
Nitracija se može izvesti razblaženom azotnom kiselinom (Konovalova reakcija) ili azotnim oksidom (IV) na povišenoj temperaturi (130-150 °C).
Sulfonska oksidacija i sulfohloracija se izvode uz UV svjetlo.
Reakcija sagorevanja propana: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
Takođe je moguće izvršiti blažu oksidaciju korištenjem određenih katalizatora. Reakcija sagorevanja propana će biti drugačija. U tom slučaju se dobija propanol, propanal ili propionska kiselina.kiselina. Osim kiseonika, kao oksidanti se mogu koristiti peroksidi (najčešće vodonik peroksid), oksidi prelaznih metala, jedinjenja hroma (VI) i mangana (VII).
Propan reaguje sa sumporom i formira izopropil sulfid. Za to se kao katalizatori koriste tetrabromoetan i aluminij bromid. Reakcija se odvija na 20 °C dva sata. Prinos reakcije je 60%.
Sa istim katalizatorima, može reagovati sa ugljen monoksidom (I) da bi se formirao izopropil estar 2-metilpropanoične kiseline. Reakciona smjesa nakon reakcije mora se tretirati izopropanolom. Dakle, razmotrili smo hemijska svojstva propana.
Prijava
Zbog dobre zapaljivosti, propan se koristi u svakodnevnom životu i industriji kao gorivo. Može se koristiti i kao gorivo za automobile. Propan gori na skoro 2000°C, zbog čega se koristi za zavarivanje i rezanje metala. Propanski gorionici zagrijavaju bitumen i asf alt u izgradnji puteva. Ali često tržište ne koristi čisti propan, već njegovu mješavinu s butanom (propan-butan).
Koliko god čudno izgledalo, našao je primenu i u prehrambenoj industriji kao aditiv E944. Zbog svojih hemijskih svojstava, propan se tamo koristi kao rastvarač za mirise, ali i za tretman ulja.
Mješavina propana i izobutana se koristi kao rashladno sredstvo R-290a. Efikasniji je od starijih rashladnih sredstava i takođe je ekološki prihvatljiv jer ne oštećuje ozonski omotač.
Odlična aplikacijapropan koji se nalazi u organskoj sintezi. Koristi se za proizvodnju polipropilena i raznih vrsta rastvarača. U preradi nafte koristi se za deasf altiranje, odnosno smanjenje udjela teških molekula u bitumenskoj smjesi. Ovo je neophodno za reciklažu starog asf alta.
