Propan

6. prosinec 2011 | 14.36 |
› 

Propan je nasycený uhlovodík, třetí člen homologické řady alkanů. Za normálních podmínek je to bezbarvý hořlavý plyn bez zápachu, výrazně těžší (1,55krát) než vzduch, dá se však snadno zkapalnit a udržet v kapalném stavu již nepříliš vysokým tlakem. Ve směsi se vzduchem, obsahující 2,1 až 9,5 % propanu, snadno exploduje. Je součástí běžně používané topné směsi uhlovodíků, označované jako propanbutan.

Průmyslově se připravuje frakčním zkapalňováním ropných plynů, odpadajících při rafinaci ropy. Odděluje se také vymražováním při rafinaci zemního plynu před jeho distribucí do rozvodného systému, aby se zabránilo jeho kondenzaci v potrubích.

V laboratoři jej lze připravit řadou způsobů, např. působením jodovodíku na propanol

CH3CH2CH2OH + 2 HI → CH3CH2CH3 + I2 + H2O,

případně redukcí jodpropanu (propyljodidu) zinkem ve vodném prostředí

CH3CH2 CH2I + Zn + H2O → CH3CH2CH3 + Zn++ + I + OH.

Jinou možností je redukce acetonu např. zinkem v koncentrované kyselině chlorovodíkové

2 CH3COCH3 + Zn + 2 HCl → CH3CH2CH3 + ZnCl2 + H2O.

Jinou, málo používanou metodou, je tepelný rozklad kyseliny máselné

CH3CH2CH2COOH → CH3CH2CH3 + CO2.

U propanu existuje stejně jako u jiných uhlovodíků téměř volná otáčivost kolem vazeb C—C mezi sousedními uhlíky v molekule. V důsledku toho může molekula propanu nabývat různých uspořádání v prostoru. Tyto různé prostorové konfigurace molekul obecně nazýváme konformace a molekulu, zaujímající určitou konformaci, nazýváme konformer. U molekul propanu se mohou nezávisle na sobě měnit dva úhly natočení, zvané torzní úhly a to torzní úhel θ1-2, který svírají roviny C—C—H a H—C—C definované vodíky na sousedních uhlících 1 a 2, a torzní úhel θ2-3 na druhé dvojici sousedních uhlíků. Protože se vodíkové atomy a vzájemně nevázané atomy ve dvojici vodík–uhlík vzájemně odpuzují, je potenciální energie konforméru s θ1-2 = 0º (tzv. "zákrytová" konformace) vyšší, než v případě hodnoty úhlu θ1-2 = 60º (tzv. nezákrytová konformace) a to o 14 kJ/mol.

Podobně tomu je při otáčení kolem druhé vazby C—C. Proto za normální teploty většina molekul propanu (až 99 %) bude mít konformaci blízkou hodnotám obou torzních úhlů θ = 60º, 180º nebo 300º (v rozmezí ±30º), přičemž všech těchto devět konformací bude energeticky rovnocenných (budou i geometricky nerozlišitelné, pokud by jednotlivé vodíky nebyly různými izotopy). Tyto nejstabilnější konformace mají symetrii odpovídající bodové grupě C2v,

Tepelná kinetická energie molekul za normální teploty (20 °C) je 3,7 kJ/mol, tedy srovnatelně velká s energetickou bariérou, bránící volné rotaci kolem vazby C—C. Proto za těchto podmínek jeden konformer spontánně přechází v jiný, přičemž doba, potřebná pro přechod (přetočení) z jedné konformace do druhé, je řádově 10−11 s.

Propan je významnou energetickou surovinou, především ve směsi s dalšími uhlovodíky, butanem, isobutanem, but-1-enem, bute-2-enem a propenem, která se obvykle nazývá propanbutan a používá se zejména v domácnostech a malých provozovnách jako zdroj tepla k vytápění nebo při přípravě teplých jídel (vaření, grilování atp.), též při tepelném zpracování různých materiálů (tavení, svařování, pájení). Její složení kolísá a závisí na průmyslových normách jednotlivých států. V oblastech s vyšší průměrnou teplotou obvykle obsahuje menší podíl propanu než v oblastech studenějších; obsah propanu kolísá od 25 do 90 %. Obdobná směs uhlovodíků obsahující propan, ale obvykle ve větším zastoupení, se používá jako pohonná látka pro spalovací motory. Obvykle je označovaná zkratkou LPG (z angl. Liquefied petroleum gases – zkapalněný ropný plyn). Její spalování je ekologičtější než použití obvyklého benzinu nebo motorové nafty.

Propan je součástí hnacích plynů v aerosolových bombičkách.

Propan se používá také v chladírenství jako teplonosné médium.

Prostorový modelStrukturní vzorec

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře