El propà és un compost orgànic, el tercer representant dels alcans de la sèrie homòloga. A temperatura ambient, és un gas incolor i inodor. La fórmula química del propà és C3H8. Risc d'incendi i explosió. Té poca toxicitat. Té un efecte lleu sobre el sistema nerviós i té propietats narcòtiques.
Edifici
El propà és un hidrocarbur saturat format per tres àtoms de carboni. Per aquest motiu, té una forma corba, però a causa de la rotació constant al voltant dels eixos d'enllaç, hi ha diverses conformacions moleculars. Els enllaços de la molècula són covalents: C-C no polar, C-H poc polar. Per això, són difícils de trencar i la substància és bastant difícil d'entrar en reaccions químiques. Això estableix totes les propietats químiques del propà. No té isòmers. La massa molar del propà és de 44,1 g/mol.
Mètodes d'obtenció
El propà gairebé mai es sintetitza artificialment a la indústria. S'aïlla del gas natural i del petroli per destil·lació. Per això n'hi haunitats de producció especials.
Al laboratori, el propà es pot obtenir mitjançant les reaccions químiques següents:
- Hidrogenació del propè. Aquesta reacció només es produeix quan la temperatura augmenta i en presència d'un catalitzador (Ni, Pt, Pd).
- Reducció dels halogenurs d'alcà. Els diferents halogenurs utilitzen reactius i condicions diferents.
- Síntesi Wurtz. La seva essència és que dues molècules d'haloaclcan s'uneixen en una, reaccionant amb un metall alcalí.
- Descarboxilació de l'àcid butíric i les seves sals.
Propietats físiques del propà
Com ja s'ha dit, el propà és un gas incolor i inodor. És insoluble en aigua i altres dissolvents polars. Però es dissol en algunes substàncies orgàniques (metanol, acetona i altres). A -42, 1 °C es liqua, i a -188 °C es torna sòlid. Inflamable, ja que forma mescles inflamables i explosives amb l'aire.
Propietats químiques del propà
Representen propietats típiques dels alcans.
- Deshidrogenació catalítica. Es realitza a 575 °C amb un catalitzador d'òxid de crom (III) o d'alúmina.
- Halogenació. La cloració i la bromació requereixen radiació ultraviolada o temperatura elevada. El clor substitueix predominantment l'àtom d'hidrogen exterior, encara que en algunes molècules se substitueix el mig. Un augment de la temperatura pot provocar un augment del rendiment de 2-cloropropà. El cloropropà es pot halogenar més per formar dicloropropà, tricloropropà, etc.
El mecanisme de les reaccions d'halogenació és en cadena. Sota l'acció de la llum o de l' alta temperatura, la molècula d'halogen es descompon en radicals. Interaccionen amb el propà, traient-li un àtom d'hidrogen. Com a resultat, es forma un tall lliure. Interacciona amb la molècula d'halogen i torna a trencar-la en radicals.
La bromació es produeix pel mateix mecanisme. La iodació només es pot dur a terme amb reactius especials que contenen iode, ja que el propà no interacciona amb el iode pur. Quan interacciona amb el fluor, es produeix una explosió, es forma un derivat de propà polisubstituït.
La nitració es pot dur a terme amb àcid nítric diluït (reacció de Konovalov) o òxid nítric (IV) a temperatura elevada (130-150 °C).
L'oxidació sulfònica i la sulfocloració es realitza amb llum UV.
Reacció de combustió de propà: C3H8+ 5O2 → 3CO 2 + 4H2O.
També és possible dur a terme una oxidació més suau mitjançant determinats catalitzadors. La reacció de combustió del propà serà diferent. En aquest cas s'obté propanol, propanal o àcid propiònic.àcid. A més de l'oxigen, es poden utilitzar peròxids (la majoria de vegades peròxid d'hidrogen), òxids de metalls de transició, compostos de crom (VI) i manganès (VII) com a agents oxidants.
El propà reacciona amb el sofre per formar sulfur d'isopropil. Per a això, s'utilitza tetrabromoetano i bromur d'alumini com a catalitzadors. La reacció transcorre a 20 °C durant dues hores. El rendiment de la reacció és del 60%.
Amb els mateixos catalitzadors, pot reaccionar amb monòxid de carboni (I) per formar èster isopropílic de l'àcid 2-metilpropanoic. La mescla de reacció després de la reacció s'ha de tractar amb isopropanol. Per tant, hem considerat les propietats químiques del propà.
Aplicació
A causa de la seva bona inflamabilitat, el propà s'utilitza a la vida quotidiana i a la indústria com a combustible. També es pot utilitzar com a combustible per als cotxes. El propà es crema a gairebé 2000 °C, per això s'utilitza per soldar i tallar metall. Els cremadors de propà escalfen el betum i l'asf alt en la construcció de carreteres. Però sovint el mercat no utilitza propà pur, sinó la seva barreja amb butà (propà-butà).
Per estrany que sembli, també ha trobat aplicació a la indústria alimentària com a additiu E944. A causa de les seves propietats químiques, el propà s'utilitza allà com a dissolvent per a fragàncies i també per al tractament d'olis.
S'utilitza una barreja de propà i isobutà com a refrigerant R-290a. És més eficient que els refrigerants antics i també és respectuós amb el medi ambient, ja que no esgota la capa d'ozó.
Gran aplicaciópropà que es troba en la síntesi orgànica. S'utilitza per produir polipropilè i diversos tipus de dissolvents. En el refinament del petroli, s'utilitza per desasf altar, és a dir, reduir la proporció de molècules pesades a la mescla de betum. Això és necessari per al reciclatge d'asf alt vell.
