⚗️ Chemia ✓ Zweryfikowane

Metan, etan, propan — alkany

Szybka odpowiedź

Metan, etan i propan to trzy pierwsze alkany, czyli węglowodory nasycone. Wzór ogólny szeregu to CnH2n+2.

Metan, etan i propan to trzy pierwsze alkany, czyli węglowodory nasycone. Różnią się liczbą atomów węgla w łańcuchu.

Trzy pierwsze alkany

  • Metan — CH₄, jeden atom węgla
  • Etan — C₂H₆, dwa atomy węgla
  • Propan — C₃H₈, trzy atomy węgla
  • Butan — C₄H₁₀, cztery atomy węgla

Wzór ogólny alkanów to CnH2n+2. Podstawiając liczbę atomów węgla, otrzymujemy liczbę wodorów — dla propanu trzy razy dwa plus dwa daje osiem.

reklama AdSense — prostokąt 336×280

Szereg homologiczny

Kolejne alkany różnią się o jedną grupę CH₂. Taki ciąg związków nazywa się szeregiem homologicznym.

Właściwości zmieniają się w nim stopniowo: pierwsze cztery alkany są gazami, kolejne cieczami, a od siedemnastu atomów węgla ciałami stałymi. Temperatura wrzenia rośnie wraz z długością łańcucha, bo większe cząsteczki silniej się przyciągają.

Właściwości chemiczne

Alkany są mało reaktywne, bo zawierają wyłącznie wiązania pojedyncze. Ulegają głównie spalaniu oraz substytucji, czyli podstawianiu atomów wodoru.

Nie ulegają natomiast addycji, która wymaga wiązania wielokrotnego. To odróżnia je od alkenów i alkinów — brak wiązania podwójnego przesądza o całym zestawie możliwych reakcji.

Zastosowania

  • Metan — główny składnik gazu ziemnego
  • Etan — surowiec do produkcji etenu
  • Propan i butan — gaz w butlach, mieszanka LPG

Propan i butan skraplają się pod niewielkim ciśnieniem, dzięki czemu mieszczą się w butlach w postaci ciekłej. Właśnie ta cecha zdecydowała o ich wykorzystaniu jako paliwa przenośnego.

Nazewnictwo alkanów

  • 1–4 atomy — nazwy tradycyjne: metan, etan, propan, butan
  • 5 i więcej — przedrostek grecki plus końcówka -an
  • Pentan, heksan, heptan, oktan — pięć do ośmiu atomów

Końcówka -an wskazuje na wiązania pojedyncze. Alkeny mają końcówkę -en, a alkiny -yn — sama nazwa mówi więc, jakim reakcjom związek ulega.

Spalanie alkanów

Przy pełnym dostępie tlenu powstają dwutlenek węgla i woda. Przy niedoborze tlenu tworzy się tlenek węgla albo sam węgiel w postaci sadzy.

Tlenek węgla jest bezwonny i silnie trujący, dlatego niesprawne piece stanowią zagrożenie. Niebieski płomień świadczy o pełnym spalaniu, a żółty i kopcący o niedoborze tlenu — to obserwacja o znaczeniu praktycznym.

Izomeria

Od butanu wzwyż ten sam wzór sumaryczny może odpowiadać różnym związkom. Atomy węgla układają się wtedy w łańcuch prosty albo rozgałęziony.

Butan i izobutan mają identyczny wzór C₄H₁₀, ale różne właściwości fizyczne. Zjawisko to nazywa się izomerią i tłumaczy, dlaczego sam wzór sumaryczny nie wystarcza do opisania związku organicznego — potrzebny jest wzór strukturalny.

Metan w przyrodzie

Metan powstaje przy beztlenowym rozkładzie materii organicznej — na bagnach, w przewodzie pokarmowym zwierząt oraz na wysypiskach. Stąd dawna nazwa gaz błotny.

Jest przy tym silnym gazem cieplarnianym, wielokrotnie skuteczniejszym od dwutlenku węgla, choć utrzymuje się w atmosferze krócej. Z tego powodu ograniczanie jego emisji uznaje się za działanie o szybkim efekcie.

Najczęstsze pytania

Czym są metan, etan i propan?
Trzema pierwszymi alkanami, czyli węglowodorami nasyconymi o wzorach CH₄, C₂H₆ i C₃H₈.
Jaki jest wzór ogólny alkanów?
CnH2n+2. Podstawiając liczbę atomów węgla, otrzymujemy liczbę atomów wodoru.
Czym jest szereg homologiczny?
Ciągiem związków różniących się o jedną grupę CH₂, o stopniowo zmieniających się właściwościach.
Jakim reakcjom ulegają alkany?
Głównie spalaniu i substytucji. Nie ulegają addycji, bo nie mają wiązań wielokrotnych.
Dlaczego propan i butan są w butlach?
Bo skraplają się pod niewielkim ciśnieniem, więc mieszczą się w butli w postaci ciekłej.

Masz inne pytanie?

Tryb:
✅ Odpowiedź

Przydatne przy tym temacie

Podobne zadania