อีเทนแตกต่างจากมีเทนอย่างไร?

อีเทนและมีเทนเป็นทั้งไฮโดรคาร์บอนที่อยู่ในตระกูลอัลเคน โดยมีคุณลักษณะของการอิ่มตัวด้วยโครงสร้างคาร์บอนไฮโดรเจนพันธะเดี่ยว อย่างไรก็ตาม พวกเขามีความแตกต่างที่ชัดเจนหลายประการซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องทำความเข้าใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่อยู่ในธุรกิจจัดหาก๊าซเช่นฉัน ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์อีเทน

โครงสร้างโมเลกุลและองค์ประกอบ

ความแตกต่างพื้นฐานที่สุดระหว่างอีเทนและมีเทนอยู่ที่โครงสร้างโมเลกุลและองค์ประกอบ มีเทนมีสูตรทางเคมี CH₄ ซึ่งหมายความว่าประกอบด้วยคาร์บอนอะตอมหนึ่งพันธะกับไฮโดรเจนสี่อะตอม โครงสร้างจัตุรมุขที่เรียบง่ายนี้ทำให้มีเทนมีรูปร่างโมเลกุลที่ค่อนข้างเล็กและสมมาตร

ในทางกลับกัน อีเทนมีสูตร C₂H₆ ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 2 อะตอมที่ถูกพันธะซึ่งกันและกันด้วยพันธะโควาเลนต์เดี่ยว และอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมจะถูกพันธะเพิ่มเติมกับไฮโดรเจน 3 อะตอม พันธะคาร์บอน - คาร์บอนเพิ่มเติมและอะตอมของคาร์บอนเพิ่มเติมทำให้อีเทนมีโมเลกุลที่ใหญ่กว่าและซับซ้อนกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับมีเทน โครงสร้างที่แตกต่างกันนี้มีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีหลายประการ

คุณสมบัติทางกายภาพ

จุดเดือดและจุดหลอมเหลว

ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดประการหนึ่งในคุณสมบัติทางกายภาพคือจุดเดือดและจุดหลอมเหลว มีเทนมีจุดเดือดต่ำมากประมาณ - 161.5 °C และมีจุดหลอมเหลวประมาณ - 182.5 °C ค่าที่ต่ำมากเหล่านี้เกิดจากแรงระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอระหว่างโมเลกุลมีเทน เนื่องจากมีเทนเป็นโมเลกุลขนาดเล็กและไม่มีขั้ว แรงระหว่างโมเลกุลเพียงอย่างเดียวคือแรงกระจายของลอนดอน ซึ่งค่อนข้างอ่อน

อีเทนซึ่งมีขนาดโมเลกุลใหญ่กว่า มีแรงกระจายตัวในลอนดอนที่แข็งแกร่งกว่า เป็นผลให้จุดเดือดคือ - 88.6 °C และจุดหลอมเหลวคือ - 183.3 °C จุดเดือดที่สูงขึ้นหมายความว่าอีเทนมีแนวโน้มที่จะอยู่ในสถานะของเหลวภายใต้สภาวะบางประการ เมื่อเทียบกับมีเทน ซึ่งเกือบจะเป็นก๊าซที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิห้องปกติ คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการจัดเก็บและการขนส่ง ตัวอย่างเช่น เมื่อพูดถึงการทำให้ก๊าซเหล่านี้กลายเป็นของเหลวเพื่อการจัดเก็บและขนส่งที่ง่ายขึ้น อีเทนต้องการความเย็นน้อยกว่ามีเทน

ความหนาแน่น

ความหนาแน่นเป็นคุณสมบัติทางกายภาพอีกประการหนึ่งที่แตกต่างกันระหว่างทั้งสอง ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (STP) มีเทนมีความหนาแน่นประมาณ 0.717 กิโลกรัม/ลบ.ม. ในขณะที่อีเทนมีความหนาแน่นประมาณ 1.3562 กก./ลบ.ม. ความหนาแน่นของอีเทนที่มากขึ้นเป็นผลมาจากมวลโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้น ความหนาแน่นที่แตกต่างกันนี้อาจมีความสำคัญในการใช้งานที่น้ำหนักหรือปริมาตรของก๊าซเป็นปัจจัย เช่น ในส่วนผสมของก๊าซหรือในกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่จำเป็นต้องควบคุมการไหลและการกระจายของก๊าซอย่างระมัดระวัง

ปฏิกิริยาเคมี

การเผาไหม้

ทั้งอีเทนและมีเทนเป็นสารไวไฟสูงและเกิดปฏิกิริยาการเผาไหม้เมื่อมีออกซิเจน ปฏิกิริยาการเผาไหม้โดยทั่วไปสำหรับมีเทนคือ CH₄ + 2O₂ → CO₂+ 2H₂O ในขณะที่อีเทนคือ 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O

แม้ว่าปฏิกิริยาทั้งสองจะปล่อยพลังงานจำนวนมาก แต่ความร้อนจากการเผาไหม้ต่อโมลของอีเทนจะสูงกว่าความร้อนของมีเทน ความร้อนจากการเผาไหม้ของมีเทนอยู่ที่ประมาณ 890 kJ/mol ในขณะที่อีเทนจะอยู่ที่ประมาณ 1,560 kJ/mol ซึ่งหมายความว่าอีเทนสามารถให้พลังงานต่อโมลได้มากขึ้นเมื่อถูกเผาไหม้ ทำให้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในบางการใช้งาน อย่างไรก็ตาม การเผาไหม้ของอีเทนยังก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ต่อโมลมากกว่าเมื่อเทียบกับมีเทน ซึ่งมีผลกระทบต่อการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม

ปฏิกิริยาการทดแทน

ในปฏิกิริยาทดแทน โดยที่อะตอมไฮโดรเจนในไฮโดรคาร์บอนถูกแทนที่ด้วยอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมอื่น ปฏิกิริยาก็จะแตกต่างกันเช่นกัน มีเทนมีปฏิกิริยาค่อนข้างน้อยในปฏิกิริยาทดแทนเมื่อเปรียบเทียบกับอีเทน อะตอมของคาร์บอนเดี่ยวในมีเธนจะมีอิเล็กตรอนเกาะแน่นมากขึ้นเนื่องจากโมเลกุลมีขนาดเล็ก อีเทนซึ่งมีโครงสร้างคาร์บอน 2 ตัว มีพื้นที่สำหรับการทดแทนมากกว่า และพันธะคาร์บอน-ไฮโดรเจนนั้นสามารถเข้าถึงได้ง่ายกว่าสำหรับตัวทำปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น ในการทำปฏิกิริยากับคลอรีนต่อหน้าแสง อีเทนสามารถเกิดปฏิกิริยาทดแทนได้ง่ายกว่ามีเทน และผลิตภัณฑ์ทดแทนหลายรายการสามารถเกิดขึ้นได้ขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยา

แหล่งที่มาและการผลิต

แหล่งธรรมชาติ

มีเทนเป็นหนึ่งในไฮโดรคาร์บอนที่มีมากที่สุดในโลก เกิดขึ้นตามธรรมชาติผ่านกระบวนการต่างๆ มีเทนจำนวนมากเกิดขึ้นจากการสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนของอินทรียวัตถุในพื้นที่ชุ่มน้ำ พื้นที่ฝังกลบ และระบบทางเดินอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้อง นอกจากนี้ยังเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติซึ่งพบได้ในอ่างเก็บน้ำใต้ดิน

อีเทนยังมีอยู่ในก๊าซธรรมชาติ แต่มีสัดส่วนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับมีเทน โดยทั่วไปก๊าซธรรมชาติจะมีอีเทนประมาณ 1 - 10% นอกจากนี้ยังสามารถผลิตเป็นผลพลอยได้ในการกลั่นน้ำมันดิบอีกด้วย ในระหว่างการกลั่นน้ำมันดิบแบบแยกส่วน อีเทนจะถูกแยกพร้อมกับไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ ตามจุดเดือด

การผลิตภาคอุตสาหกรรม

ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม การผลิตอีเทนมักเกี่ยวข้องกับการแยกและการทำให้ก๊าซธรรมชาติบริสุทธิ์ เทคนิคการแยกขั้นสูง เช่น การกลั่นด้วยความเย็นจัด ใช้เพื่อแยกอีเทนออกจากส่วนประกอบอื่นๆ ของก๊าซธรรมชาติ ในฐานะซัพพลายเออร์อีเทน ฉันมีส่วนร่วมในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าอีเทนที่เราจัดหานั้นตรงตามมาตรฐานคุณภาพสูงที่ลูกค้าของเราต้องการ ซึ่งรวมถึงกระบวนการกำจัดสิ่งเจือปน เช่น น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ

การใช้งาน

การใช้งานมีเทน

มีเทนถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นเชื้อเพลิง เป็นส่วนประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติ ซึ่งใช้เพื่อให้ความร้อนแก่บ้าน ผลิตไฟฟ้า และจ่ายพลังงานให้กับกระบวนการทางอุตสาหกรรม มีเทนยังใช้ในการผลิตไฮโดรเจนผ่านการปฏิรูปไอน้ำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมเคมีและสำหรับการใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง

การใช้งานอีเทน

อีเทนมีการใช้งานที่สำคัญมากมาย การใช้ที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือการผลิตเอทิลีน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เอทิลีนใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์หลายประเภท รวมถึงพลาสติก (เช่น โพลิเอทิลีน) ยางสังเคราะห์ และสารเคมีต่างๆ อีเทนสามารถแตกตัวได้ที่อุณหภูมิสูงเพื่อผลิตเอทิลีนและไฮโดรเจน

อีเทนยังใช้เป็นสารทำความเย็นในระบบทำความเย็นอุตสาหกรรมบางระบบอีกด้วย จุดเดือดที่ค่อนข้างสูงกว่าเมื่อเทียบกับมีเธน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในการทำความเย็นบางประเภทที่ต้องใช้ของเหลวทำงานที่มีอุณหภูมิสูงกว่าเล็กน้อย

ในฐานะซัพพลายเออร์อีเทน

ในฐานะซัพพลายเออร์อีเทน การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างอีเทนและมีเทนเป็นสิ่งสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรก ช่วยให้เราสามารถสื่อสารกับลูกค้าได้ดีขึ้นเกี่ยวกับคุณสมบัติเฉพาะตัวและข้อดีของอีเทน ตัวอย่างเช่น เมื่อลูกค้ากำลังมองหาแหล่งเชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า หรือวัตถุดิบตั้งต้นสำหรับการผลิตเอทิลีน เราสามารถอธิบายได้อย่างชัดเจนว่าเหตุใดอีเทนจึงอาจเป็นทางเลือกที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับมีเทน

ประการที่สอง ความรู้เกี่ยวกับความแตกต่างเหล่านี้ช่วยเราในการผลิต การจัดเก็บ และการขนส่งอีเทน เราจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าสถานที่จัดเก็บได้รับการออกแบบให้รองรับคุณสมบัติทางกายภาพของอีเทน เช่น จุดเดือดและความหนาแน่นที่สูงขึ้น นอกจากนี้เรายังต้องปฏิบัติตามระเบียบปฏิบัติด้านความปลอดภัยที่เข้มงวดในระหว่างการขนส่ง โดยคำนึงถึงปฏิกิริยาทางเคมีของอีเทน

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอีเทน C2H6-ก๊าซอีเทน, หรืออีเทน CAS 74 - 84 - 0หรือหากคุณกำลังพิจารณาซื้ออีเทนสำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรมหรือเชิงพาณิชย์ ฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อเรา เราพร้อมที่จะหารือเชิงลึกเกี่ยวกับความต้องการของคุณ และจัดหาผลิตภัณฑ์อีเทนคุณภาพสูงให้กับคุณ

อ้างอิง

• แอตกินส์, พี. และเดอพอลลา, เจ. (2549) เคมีเชิงฟิสิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด.
• แมคเมอร์รี เจ. (2008) เคมีอินทรีย์. บรูคส์/โคล
• สไปท์, เจจี (2014) คู่มือกระบวนการกลั่นปิโตรเลียม แมคกรอว์ - ฮิลล์