โพรเพน: คุณสมบัติทางเคมี โครงสร้าง การผลิต การใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 17:57

โพรเพนเป็นสารประกอบอินทรีย์ ตัวแทนที่สามของอัลเคนในอนุกรมคล้ายคลึงกัน ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่น สูตรทางเคมีของโพรเพนคือ C₃H_{8 อันตรายจากไฟไหม้และการระเบิด มีความเป็นพิษเล็กน้อย มีผลเล็กน้อยต่อระบบประสาทและมีคุณสมบัติเป็นยาเสพติด}

ตึก

โพรเพนเป็นไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่ประกอบด้วยคาร์บอนสามอะตอม ด้วยเหตุนี้ มันจึงมีรูปร่างโค้ง แต่เนื่องจากการหมุนรอบแกนพันธะอย่างต่อเนื่อง จึงมีโครงสร้างโมเลกุลหลายแบบ พันธะในโมเลกุลเป็นโควาเลนต์: C-C ไม่มีขั้ว, C-H มีขั้วอ่อน ด้วยเหตุนี้พวกมันจึงแตกยากและสารค่อนข้างจะทำปฏิกิริยาเคมีได้ยาก กำหนดคุณสมบัติทางเคมีทั้งหมดของโพรเพน มันไม่มีไอโซเมอร์ มวลโมลาร์ของโพรเพนคือ 44.1 กรัม/โมล

วิธีการรับ

โพรเพนแทบไม่เคยสังเคราะห์ขึ้นมาจริงในอุตสาหกรรม แยกได้จากก๊าซธรรมชาติและน้ำมันโดยการกลั่น สำหรับสิ่งนี้มีหน่วยผลิตพิเศษ

ในห้องปฏิบัติการ สามารถรับโพรเพนได้โดยปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้:

1. การเติมไฮโดรเจนของโพรพีน. ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นเฉพาะเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นและต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา (Ni, Pt, Pd)



2. ลดอัลเคนเฮไลด์. เฮไลด์ต่างกันใช้รีเอเจนต์และเงื่อนไขต่างกัน



3. การสังเคราะห์เวิร์ตซ์. สาระสำคัญของมันคือโมเลกุลฮาโลแอคเคนสองโมเลกุลจับกันเป็นหนึ่งเดียว ทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไล



4. ดีคาร์บอกซิเลชันของกรดบิวทิริกและเกลือของมัน

คุณสมบัติทางกายภาพของโพรเพน

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว โพรเพนเป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่น ไม่ละลายในน้ำและตัวทำละลายขั้วอื่นๆ แต่จะละลายในสารอินทรีย์บางชนิด (เมทานอล อะซิโตน และอื่นๆ) ที่อุณหภูมิ -42 1 °C จะทำให้ของเหลวกลายเป็นของเหลว และที่ -188 °C จะกลายเป็นของแข็ง ไวไฟ เนื่องจากเป็นสารผสมที่ติดไฟและระเบิดได้ในอากาศ

คุณสมบัติทางเคมีของโพรเพน

พวกมันแสดงถึงคุณสมบัติทั่วไปของอัลเคน

1. ตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชัน. ดำเนินการที่อุณหภูมิ 575 °C โดยใช้โครเมียม (III) ออกไซด์หรือตัวเร่งปฏิกิริยาอลูมินา



2. ฮาโลเจน. คลอรีนและโบรมีนต้องการรังสีอัลตราไวโอเลตหรืออุณหภูมิสูงคลอรีนเข้ามาแทนที่อะตอมไฮโดรเจนภายนอกเป็นส่วนใหญ่ แม้ว่าในบางโมเลกุล อะตอมกลางจะถูกแทนที่ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้ผลผลิตของ 2-คลอโรโพรเพนเพิ่มขึ้น คลอโรโพรเพนสามารถถูกฮาโลเจนเพิ่มเติมเพื่อสร้างไดคลอโรโพรเพน ไตรคลอโรโพรเพน และอื่นๆ

กลไกของปฏิกิริยาฮาโลเจนคือลูกโซ่ ภายใต้การกระทำของแสงหรืออุณหภูมิสูง โมเลกุลของฮาโลเจนจะสลายตัวเป็นอนุมูล พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับโพรเพนโดยแยกอะตอมไฮโดรเจนออกจากมัน เป็นผลให้เกิดการตัดฟรี มันโต้ตอบกับโมเลกุลของฮาโลเจน และแตกตัวเป็นอนุมูลอีกครั้ง

โบรไมน์เกิดขึ้นจากกลไกเดียวกัน การทำให้ไอโอดีนสามารถทำได้ด้วยรีเอเจนต์พิเศษที่มีไอโอดีนเท่านั้น เนื่องจากโพรเพนไม่มีปฏิกิริยากับไอโอดีนบริสุทธิ์ เมื่อทำปฏิกิริยากับฟลูออรีน จะเกิดการระเบิด อนุพันธ์โพรเพนโพลีแทนซ์จะก่อตัวขึ้น

ไนเตรทสามารถทำได้ด้วยกรดไนตริกเจือจาง (ปฏิกิริยาโคโนวาลอฟ) หรือไนตริกออกไซด์ (IV) ที่อุณหภูมิสูง (130-150 °C)

ซัลโฟนิกออกซิเดชันและซัลโฟคลอรีนด้วยแสงยูวี

ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของโพรเพน: C₃H₈+ 5O₂ → 3CO 2 _{+ 4H}2_O.

นอกจากนี้ยังสามารถดำเนินการออกซิเดชันที่รุนแรงขึ้นโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาบางชนิด ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของโพรเพนจะแตกต่างกัน ในกรณีนี้จะได้รับกรดโพรพานอลโพรพานัลหรือโพรพิโอนิกกรด. นอกจากออกซิเจนแล้ว สารประกอบเปอร์ออกไซด์ (ส่วนใหญ่มักเป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์) สารประกอบโลหะออกไซด์ทรานสิชัน โครเมียม (VI) และแมงกานีส (VII) ยังสามารถใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ได้

โพรเพนทำปฏิกิริยากับกำมะถันเพื่อสร้างไอโซโพรพิลซัลไฟด์ ด้วยเหตุนี้จึงใช้เตตระโบรโมอีเทนและอะลูมิเนียมโบรไมด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่ 20 °C เป็นเวลาสองชั่วโมง ผลผลิตปฏิกิริยาคือ 60%

ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาเดียวกัน สามารถทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์ (I) เพื่อสร้าง isopropyl ester ของกรด 2-methylpropanoic ของผสมของปฏิกิริยาหลังจากทำปฏิกิริยาต้องบำบัดด้วยไอโซโพรพานอล เราได้พิจารณาคุณสมบัติทางเคมีของโพรเพนแล้ว

แอปพลิเคชัน

เนื่องจากความไวไฟที่ดี โพรเพนจึงถูกใช้ในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรมเป็นเชื้อเพลิง สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ได้ โพรเพนเผาไหม้ที่อุณหภูมิเกือบ 2000 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นสาเหตุที่ใช้สำหรับการเชื่อมและการตัดโลหะ หัวเผาโพรเพนให้ความร้อนกับน้ำมันดินและยางมะตอยในการก่อสร้างถนน แต่บ่อยครั้งที่ตลาดไม่ได้ใช้โพรเพนบริสุทธิ์ แต่มีส่วนผสมของบิวเทน (โพรเพน-บิวเทน)

ดูเหมือนแปลก แต่ยังพบว่ามีการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารเติมแต่ง E944 เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมี โพรเพนจึงถูกใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับน้ำหอมและสำหรับการบำบัดน้ำมัน

ใช้ส่วนผสมของโพรเพนและไอโซบิวเทนเป็นสารทำความเย็น R-290a มีประสิทธิภาพมากกว่าสารทำความเย็นรุ่นเก่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพราะไม่ทำลายชั้นโอโซน

แอปพลิเคชั่นยอดเยี่ยมโพรเพนที่พบในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ใช้ในการผลิตโพรพิลีนและตัวทำละลายชนิดต่างๆ ในการกลั่นน้ำมัน จะใช้สำหรับการดีแอสฟัลต์ นั่นคือการลดสัดส่วนของโมเลกุลหนักในส่วนผสมของน้ำมันดิน นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรีไซเคิลยางมะตอยเก่า