Verschil tussen methaan en ethaan

2024 Auteur: Alex Aldridge | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 13:46

Belangrijk verschil – Methaan versus ethaan

Methaan en ethaan zijn de kleinste leden van de alkaanfamilie. De molecuulformules van deze twee organische verbindingen zijn respectievelijk CH₄ en C₂H_{6. Het belangrijkste verschil tussen methaan en ethaan is hun chemische structuur; een ethaanmolecuul kan worden beschouwd als twee methylgroepen die zijn verbonden als een dimeer van methylgroepen. De andere 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 hoofdbestanddeel van aardgas. Methaan is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas; ook bekend als carban, moerasgas, aardgas, koolstoftetrahydride en waterstofcarbide. Het kan gemakkelijk worden ontstoken en de damp is lichter dan de lucht.}

Methaan wordt van nature onder de grond en onder de zeebodem gevonden. 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, geurloze gasvormige verbinding bij standaard temperatuur en druk. De molecuulformule en het molecuulgewicht zijn respectievelijk C₂H₆ en 30,07 g·mol^{−1. Het is 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 tetraëdrisch molecuul met vier equivalente C–H-bindingen (sigma-bindingen). De bindingshoek tussen H-C-H-atomen is 109,5^{0 en alle C-H-bindingen zijn equivalent, en is gelijk aan 108,70 pm.}

Ethaan: De molecuulformule van ethaan is C₂H_{6,en het is een verzadigde koolwaterstof omdat het geen meerdere bindingen bevat.}

Chemische eigenschappen:

Methaan:

Stabiliteit: Methaan is een chemisch zeer stabiel molecuul dat niet reageert met KMnO₄, K₂Cr ₂O₇, H₂SO₄ of HNO _{3 onder normale omstandigheden.}

Verbranding: in aanwezigheid van overtollige lucht of zuurstof, brandt methaan met een lichtblauwe niet-lichtgevende vlam die kooldioxide en water produceert. Het is een sterk exotherme reactie; daarom wordt het gebruikt als een uitstekende brandstof. In aanwezigheid van onvoldoende lucht of zuurstof, verbrandt het gedeeltelijk tot 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 op een aluminiumoxide-oppervlak, kan het waterstof produceren.

Pyrolyse: wanneer methaan wordt verwarmd tot ongeveer 1300 K, wordt het ontleed tot roet en waterstof.

Ethaan:

Reacties: Ethaangas (CH₃CH₃) reageert met broomdamp in aanwezigheid van licht om broomethaan te vormen, (CH ₃CH_{2Br) en waterstofbromide (HBr). Het is een substitutiereactie; een waterstofatoom in ethaan wordt vervangen door een broomatoom.}

CH₃CH₃ + Br₂ à CH₃ CH_{2Br + HBr}

Verbranding: de volledige verbranding van ethaan produceert 1559,7 kJ/mol (51,9 kJ/g) warmte, koolstofdioxide en water.

2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO ₂ + 6 H_{2O + 3120 kJ}

Het kan ook voorkomen zonder een overmaat aan zuurstof, waardoor een mengsel van amorfe koolstof en koolmonoxide ontstaat.

2 C₂H₆ + 3 O₂ → 4 C + 6 H _{2O + energie}

2 C₂H₆ + 5 O₂ → 4 CO + 6 H _{2O + energie}

2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H_{2O + energie enz.}

Definities:

Substitutiereacties: Substitutiereacties zijn chemische reacties waarbij een functionele groep in een chemische verbinding wordt vervangen en vervangen door een andere functionele groep.

Gebruikt:

Methaan: Methaan wordt gebruikt in veel industriële chemische processen (als brandstof, aardgas, vloeibaar aardgas) en wordt getransporteerd als een 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.