परिभाषा
सामान्य परिस्थितियों में (25 डिग्री सेल्सियस और वायुमंडलीय दबाव पर) प्रोपेनएक रंगहीन, गंधहीन गैस है (अणु की संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है), जो 1.7 - 10.9% की वाष्प सांद्रता पर हवा के साथ एक विस्फोटक मिश्रण बनाती है।
प्रोपेन पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है, क्योंकि इसके अणु कम ध्रुवीय होते हैं और पानी के अणुओं के साथ संपर्क नहीं करते हैं। यह गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स जैसे बेंजीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड, डायथाइल ईथर आदि में अच्छी तरह से घुल जाता है।
चावल। 1. प्रोपेन अणु की संरचना.
तालिका 1. प्रोपेन के भौतिक गुण।
प्रोपेन प्राप्त करना
प्रोपेन के मुख्य स्रोत तेल और प्राकृतिक गैस हैं। इसे प्राकृतिक गैस के आंशिक आसवन या तेल के गैसोलीन अंश द्वारा अलग किया जा सकता है।
प्रयोगशाला में प्रोपेन निम्नलिखित तरीकों से प्राप्त किया जाता है:
- असंतृप्त हाइड्रोकार्बन का हाइड्रोजनीकरण
सीएच 3 -सीएच = सीएच 2 + एच 2 →सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 3 (कैट = नी, टी ओ);
- हैलोऐल्केन की कमी
सी 3 एच 7 आई + एचआई → सी 3 एच 8 + आई 2 (टी ओ);
- मोनोबैसिक कार्बनिक अम्लों के लवणों के क्षारीय पिघलने की प्रतिक्रिया के अनुसार
C 3 H 7 -COONa + NaOH → C 3 H 8 + Na 2 CO 3 (t o);
- धात्विक सोडियम के साथ हैलोऐल्केन की अन्योन्यक्रिया (वुर्ट्ज़ प्रतिक्रिया)
C 2 H 5 Br + CH 3 Br + 2Na → CH 3 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr।
प्रोपेन के रासायनिक गुण
सामान्य परिस्थितियों में, प्रोपेन अम्लीय वातावरण में सांद्र अम्ल, पिघला हुआ और सांद्र क्षार, क्षार धातु, हैलोजन (फ्लोरीन को छोड़कर), पोटेशियम परमैंगनेट और पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
प्रोपेन के लिए, एक कट्टरपंथी तंत्र के अनुसार आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रियाएं सबसे अधिक विशेषता हैं। सी-एच और सी-सी बांड का होमोलिटिक दरार उनके हेटेरोलिटिक दरार की तुलना में ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल है।
प्रोपेन के सभी रासायनिक परिवर्तन विभाजन के साथ आगे बढ़ते हैं:
- सी-एच बांड
- हलोजनीकरण (एस आर)
सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 3 + बीआर 2 → सीएच 3 -सीएचबीआर-सीएच 3 + एचबीआर ( एचवी).
- नाइट्रेशन (एस आर)
सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 3 + एचओएनओ 2 (पतला) → सीएच 3 -सी (एनओ 2) एच-सीएच 3 + एच 2 ओ (टी ओ)।
- सल्फ़ोक्लोरिनेशन (एस आर)
सी 3 एच 8 + एसओ 2 + सीएल 2 → सी 3 एच 7 -एसओ 2 सीएल + एचसीएल ( एचवी).
- निर्जलीकरण
सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 3 → सीएच 2 = सीएच-सीएच 3 + एच 2 (कैट = नी, टी ओ)।
- निर्जलीकरण
सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 3 → सी 3 एच 6 + एच 2 (कैट = सीआर 2 ओ 3, टी ओ)।
- सी-एच और सी-सी बांड
- ऑक्सीकरण
सी 3 एच 8 + 5ओ 2 → 3सीओ 2 + 4एच 2 ओ (टी ओ)।
प्रोपेन अनुप्रयोग
प्रोपेन का उपयोग ऑटोमोबाइल ईंधन के रूप में किया जाता है, और इसका उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी (गुब्बारा गैस) में भी किया जाता है।
समस्या समाधान के उदाहरण
उदाहरण 1
उदाहरण 2
| व्यायाम | सामान्य परिस्थितियों में कम किए गए क्लोरीन और प्रोपेन की मात्रा की गणना करें, जो 8.5 ग्राम द्रव्यमान के साथ 2,2-डाइक्लोरोप्रोपेन प्राप्त करने के लिए आवश्यक होगी। |
| समाधान | हम प्रोपेन के 2,2-डाइक्लोरोप्रोपेन के क्लोरीनीकरण के लिए प्रतिक्रिया समीकरण लिखते हैं (प्रतिक्रिया यूवी विकिरण की क्रिया के तहत होती है): एच 3 सी-सीएच 2 -सीएच 3 + 2सीएल 2 = एच 3 सी-सीसीएल 2 -सीएच 3 + 2एचसीएल। पदार्थ 2,2-डाइक्लोरोप्रोपेन की मात्रा की गणना करें (मोलर द्रव्यमान - 113 ग्राम/मोल है): एन (सी 3 एच 6 सीएल 2) = एम (सी 3 एच 6 सीएल 2) / एम (सी 3 एच 6 सीएल 2); n (सी 3 एच 6 सीएल 2) = 8.5 / 113 = 0.07 मोल। प्रतिक्रिया समीकरण n(C 3 H 6 Cl 2) के अनुसार: n(CH 4) = 1:1, अर्थात। n (सी 3 एच 6 सीएल 2) = एन (सी 3 एच 8) = 0.07 मोल। तब प्रोपेन का आयतन बराबर होगा: वी(सी 3 एच 8) = एन(सी 3 एच 8) × वी एम ; वी (सी 3 एच 8) = 0.07 × 22.4 = 1.568 लीटर। प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार हम क्लोरीन पदार्थ की मात्रा ज्ञात करते हैं। एन(सी 3 एच 6 सीएल 2) : एन(सीएल 2) = 1:2, यानी। एन(सीएल 2) = 2 × एन(सी 3 एच 6 सीएल 2) = 2 × 0.07 = 0.14 मोल। तब क्लोरीन की मात्रा बराबर होगी: वी (सीएल 2) = एन (सीएल 2) × वी एम; वी (सीएल 2) = 0.14 × 22.4 = 3.136 एल। |
| उत्तर | क्लोरीन और प्रोपेन की मात्रा क्रमशः 3.136 और 1.568 लीटर है। |
प्रोपेन एक कार्बनिक यौगिक है, जो सजातीय श्रृंखला में अल्केन्स का तीसरा प्रतिनिधि है। कमरे के तापमान पर यह एक रंगहीन और गंधहीन गैस है। प्रोपेन का रासायनिक सूत्र C 3 H 8 है। आग और विस्फोट का खतरा. इसमें विषाक्तता कम होती है. इसका तंत्रिका तंत्र पर कमजोर प्रभाव पड़ता है और इसमें मादक गुण होते हैं।
संरचना
प्रोपेन एक संतृप्त हाइड्रोकार्बन है जिसमें तीन कार्बन परमाणु होते हैं। इस कारण से, इसका आकार घुमावदार है, लेकिन बंधन अक्षों के चारों ओर निरंतर घूमने के कारण, इसमें कई आणविक संरचनाएं होती हैं। अणु में बंधन सहसंयोजक हैं: सी-सी गैर-ध्रुवीय, सी-एच कमजोर ध्रुवीय। इस वजह से, उन्हें तोड़ना मुश्किल होता है, और पदार्थ को रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करना मुश्किल होता है। यह प्रोपेन के सभी रासायनिक गुणों को निर्धारित करता है। इसमें कोई आइसोमर्स नहीं है। प्रोपेन का दाढ़ द्रव्यमान 44.1 g/mol है।
कैसे प्राप्त करें
उद्योग में, प्रोपेन को लगभग कभी भी कृत्रिम रूप से संश्लेषित नहीं किया जाता है। इसे आसवन द्वारा प्राकृतिक गैस और तेल से अलग किया जाता है। इसके लिए विशेष उत्पादन सुविधाएं हैं।
प्रयोगशाला में, प्रोपेन निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:
प्रोपेन के भौतिक गुण
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्रोपेन एक रंगहीन और गंधहीन गैस है। यह पानी और अन्य ध्रुवीय विलायकों में अघुलनशील है। लेकिन यह कुछ कार्बनिक पदार्थों (मेथनॉल, एसीटोन और अन्य) में घुल जाता है। -42.1 डिग्री सेल्सियस पर यह द्रवीकृत हो जाता है, और -188 डिग्री सेल्सियस पर यह ठोस हो जाता है। यह ज्वलनशील है, क्योंकि यह हवा के साथ ज्वलनशील और विस्फोटक मिश्रण बनाता है।
प्रोपेन के रासायनिक गुण
वे अल्केन्स के विशिष्ट गुण हैं।
हैलोजनीकरण प्रतिक्रियाओं का तंत्र श्रृंखलाबद्ध है। प्रकाश या उच्च तापमान की क्रिया के तहत, हैलोजन अणु रेडिकल में विघटित हो जाता है। वे प्रोपेन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और उसमें से एक हाइड्रोजन परमाणु निकाल लेते हैं। परिणामस्वरूप, एक मुक्त कट बनता है। यह हैलोजन अणु के साथ संपर्क करता है, इसे फिर से रेडिकल में तोड़ देता है।
ब्रोमिनेशन उसी तंत्र द्वारा होता है। आयोडीकरण केवल विशेष आयोडीन युक्त अभिकर्मकों के साथ किया जा सकता है, क्योंकि प्रोपेन शुद्ध आयोडीन के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है। फ्लोरीन के साथ बातचीत करते समय, एक विस्फोट होता है, एक बहुप्रतिस्थापित प्रोपेन व्युत्पन्न बनता है।
नाइट्रेशन को ऊंचे तापमान (130-150 डिग्री सेल्सियस) पर तनु नाइट्रिक एसिड (कोनोवालोव की प्रतिक्रिया) या नाइट्रिक ऑक्साइड (IV) के साथ किया जा सकता है।
सल्फॉक्सिडेशन और सल्फोक्लोरिनेशन यूवी प्रकाश के तहत किया जाता है।
प्रोपेन दहन प्रतिक्रिया: C 3 H 8 + 5O 2 → 3CO 2 + 4H 2 O।
कुछ उत्प्रेरकों का उपयोग करके हल्का ऑक्सीकरण भी किया जा सकता है। प्रोपेन की दहन प्रतिक्रिया भिन्न होगी। इस मामले में, प्रोपेनॉल, प्रोपेनल या प्रोपियोनिक एसिड प्राप्त होता है। ऑक्सीजन के अलावा, पेरोक्साइड (अक्सर हाइड्रोजन पेरोक्साइड), संक्रमण धातु ऑक्साइड, क्रोमियम (VI) और मैंगनीज (VII) यौगिकों का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में किया जा सकता है।
प्रोपेन सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करके आइसोप्रोपिल सल्फाइड बनाता है। इसके लिए टेट्राब्रोमोइथेन और एल्यूमीनियम ब्रोमाइड का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। प्रतिक्रिया दो घंटे तक 20 डिग्री सेल्सियस पर चलती है। प्रतिक्रिया उपज 60% है.
उन्हीं उत्प्रेरकों के साथ, यह कार्बन मोनोऑक्साइड (I) के साथ प्रतिक्रिया करके 2-मिथाइलप्रोपेनोइक एसिड का आइसोप्रोपाइल एस्टर बना सकता है। प्रतिक्रिया के बाद प्रतिक्रिया मिश्रण को आइसोप्रोपेनॉल से उपचारित करना चाहिए। इसलिए, हमने प्रोपेन के रासायनिक गुणों की जांच की।
आवेदन
इसकी अच्छी ज्वलनशीलता के कारण, प्रोपेन का उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग में ईंधन के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग कारों के ईंधन के रूप में भी किया जा सकता है। प्रोपेन लगभग 2000°C पर जलता है, यही कारण है कि इसका उपयोग वेल्डिंग और धातु काटने के लिए किया जाता है। प्रोपेन बर्नर सड़क निर्माण में कोलतार और डामर को गर्म करते हैं। लेकिन अक्सर बाज़ार में शुद्ध प्रोपेन का नहीं, बल्कि उसके मिश्रण का इस्तेमाल होता है
अजीब तरह से पर्याप्त है, लेकिन उन्हें खाद्य उद्योग में एक योजक E944 के रूप में आवेदन मिला। अपने रासायनिक गुणों के कारण, प्रोपेन का उपयोग वहां सुगंध के लिए विलायक के रूप में और तेलों के उपचार के लिए भी किया जाता है।
प्रोपेन और आइसोब्यूटेन के मिश्रण का उपयोग रेफ्रिजरेंट R-290a के रूप में किया जाता है। यह पुराने रेफ्रिजरेंट की तुलना में अधिक कुशल है और पर्यावरण के अनुकूल भी है क्योंकि यह ओजोन परत को ख़राब नहीं करता है।
कार्बनिक संश्लेषण में प्रोपेन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग पॉलीप्रोपाइलीन और विभिन्न प्रकार के सॉल्वैंट्स का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। तेल शोधन में, इसका उपयोग डेस्फाल्टिंग के लिए किया जाता है, अर्थात बिटुमेन मिश्रण में भारी अणुओं के अनुपात को कम करने के लिए। पुराने डामर के पुनर्चक्रण के लिए यह आवश्यक है।
प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण लंबे समय से उद्योग, उत्पादन और रोजमर्रा की जिंदगी के कई क्षेत्रों में उपयोग किया जाता रहा है, यह इन गैसों के मिश्रण के विशेष गुणों के कारण है। प्रोपेन-ब्यूटेन में तरल से गैसीय रूप में बदलने और इसके विपरीत करने की अद्वितीय क्षमता होती है। इस मामले में, आवश्यक स्थिति प्राप्त करने के लिए किसी क्रायोजेनिक समुच्चय का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है।
प्रोपेन-ब्यूटेन कैसे प्राप्त करें
प्रोपेन-ब्यूटेन तेल और उससे जुड़ी गैसों के संघनन से प्राप्त होता है, प्रोपेन-ब्यूटेन का दूसरा नाम तरलीकृत पेट्रोलियम गैस है। इसका तरल या गैसीय रूप जलवायु परिस्थितियों द्वारा निर्धारित होता है: जब तापमान बढ़ता है, तो यह भाप में परिवर्तित हो जाता है, जब यह घटता है और दबाव एक साथ बढ़ता है, तो यह तरल रूप ले लेता है।
प्रोपेन-ब्यूटेन का उपयोग कहाँ और कैसे किया जाता है
पेट्रोलियम गैस को पर्यावरण के अनुकूल प्रकार का ईंधन माना जाता है, इसलिए इसका उपयोग घरेलू हीटिंग सिस्टम में, कृषि में, अन्य उद्योगों में बॉयलर या वाहनों के लिए ईंधन के रूप में, साथ ही वेल्डिंग या धातुओं को काटने में किया जाता है। इस मामले में, ब्यूटेन स्वयं ईंधन के रूप में कार्य करता है, और प्रोपेन आवश्यक दबाव बनाता है। प्रोपेन-ब्यूटेन का उत्पादन सिलेंडरों में किया जाता है, अनुपात को राज्य द्वारा सख्ती से विनियमित किया जाता है, क्योंकि मिश्रण बेहद विस्फोटक होता है।
उत्पादन में गैस वेल्डिंग का कार्य कैसे होता है:
उत्पादन कार्य के लिए प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण का उत्पादन विशेष गैस वेल्डिंग बर्नर के रूप में किया जाता है, जिसमें सिलेंडर से दहनशील गैस और ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है। यदि धातु को काटने की आवश्यकता होती है, तो यह प्रक्रिया ऑक्सीजन जेट में इसके दहन और इससे बनने वाले ऑक्साइड को हटाने के कारण होती है।
प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण के साथ वेल्डिंग की प्रक्रिया में, वेल्ड की जाने वाली धातु और उसके भराव समकक्ष को एक लौ से पिघलाया जाता है जो पेट्रोलियम गैस बनाती है। उत्पादों के किनारों को पिघलाया जाता है, और उनके बीच का अंतर भराव धातु से भर दिया जाता है, जिसे मिश्रण के साथ बर्नर लौ के केंद्र में सावधानीपूर्वक पेश किया जाता है।
प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण का उपयोग घरेलू और औद्योगिक क्षेत्रों में एक कारण से व्यापक रूप से किया जाता है। अपने अद्वितीय गुणों के साथ-साथ, इसकी लागत अपेक्षाकृत कम और स्थिर है। इसके अलावा, अधिकांश बॉयलर हाउस और उद्यम दो प्रकार के ईंधन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं - उनके दहन उपकरण वैकल्पिक रूप से प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण और प्राकृतिक गैस को जला सकते हैं, जो अच्छी बचत देता है।
प्रकाशित: 01/04/2017 21:21प्रोपेन रासायनिक सूत्र C3H8 वाली एक गैस है जो गंधहीन और रंगहीन होती है। ब्यूटेन गंधहीन प्रोपेन के समान ही रंगहीन गैस है, ब्यूटेन का सूत्र C 4 H 10 है। प्रोपेन और ब्यूटेन कई अल्केन्स से संबंधित हैं और एलपीजी ईंधन घटकों के रूप में उपयोग किए जाते हैं। एलपीजी एक तरलीकृत हाइड्रोकार्बन गैस है, प्रोपेन, ब्यूटेन की तरह, ईंधन के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त कैलोरी मान रखता है। दो गैसों के भौतिक गुणों की सामान्य समानता उनके क्वथनांक तक विस्तारित नहीं होती है - प्रोपेन के लिए यह -43 o C है, ब्यूटेन के लिए यह बहुत अधिक है (-0.5 o C)।
इसलिए, प्रोपेन का उपयोग शून्य से नीचे के तापमान पर ईंधन के रूप में किया जा सकता है, लेकिन ब्यूटेन का नहीं, जिसके लिए गैसों के मिश्रण का उपयोग किया जाता है - तरलीकृत पेट्रोलियम गैस या प्रोपेन-ब्यूटेन। गैसों का मिश्रण बनाया जाता है ताकि प्रोपेन (प्रोपेन और ब्यूटेन के मिश्रण को संक्षेप में कहा जाता है) को किसी भी तापमान पर सुरक्षित रूप से उपयोग किया जा सके। प्रोपेन का अलग से उपयोग निम्नलिखित कारणों से असंभव है - गर्म होने पर, प्रोपेन काफी फैलता है, जिससे बर्तन की दीवारों (जिसमें गैस जमा होती है) पर अंदर से दबाव बढ़ जाता है। प्रोपेन की इस संपत्ति के कारण टैंक की आंतरिक दीवारों पर दरारें बन जाती हैं और यह धीरे-धीरे खराब हो जाती है (अंदर गैस को भली भांति बंद करके रखने की क्षमता के नुकसान के कारण)। प्रोपेन रिसाव इसके विस्तार का सबसे बुरा परिणाम नहीं है। अचानक गर्म होने की स्थिति में, प्रोपेन टैंक के अंदर से विस्फोट कर सकता है और आस-पास के लोगों को महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचा सकता है। समय पर रिसाव का पता लगाने के लिए प्रोपेन और ब्यूटेन के मिश्रण में तीखी गंध वाले पदार्थ मिलाए जाते हैं।
प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण तरलीकृत रूप में एक सिलेंडर या गैस टैंक के अंदर संग्रहीत किया जाता है। प्रोपेन-ब्यूटेन का द्रवीकरण दबाव के प्रभाव में होता है - कंप्रेसर विधि, दबाव में, प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण टैंक के अंदर जमा हो जाता है। प्रोपेन का द्रवीकरण इसे परिवहन और भंडारण के लिए सुविधाजनक बनाता है - तरलीकृत रूप में, प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण 600 गुना कम जगह लेता है। भंडारण सामान्य तापमान पर किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रोपेन आंशिक रूप से तरल अवस्था से गैसीय अवस्था में चला जाता है (इस अवस्था में प्रोपेन-ब्यूटेन का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है, गैसीय अवस्था में इसे गैस बॉयलर को आपूर्ति की जाती है) .
प्रोपेन-ब्यूटेन का उत्पादन कैसे होता है?
प्रोपेन का उत्पादन तेल निष्कर्षण या शोधन कार्यों के परिणामस्वरूप होता है। तेल उत्पादन के दौरान, संबंधित पेट्रोलियम गैस निकलती है - प्रोपेन सहित विभिन्न हाइड्रोकार्बन गैसों का मिश्रण। प्रोपेन का ऐसा उत्पादन फ्रैकिंग के दौरान होता है - हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के साथ तेल उत्पादन की तकनीक। प्रोपेन का एक भाग रिफाइनरियों में तेल शोधन के उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है। फिर प्रोपेन को द्रवीकृत किया जाता है और गैस फिलिंग स्टेशनों तक पहुंचाया जाता है।