Ета́н — це органічна сполука ряду алканів з емпіричною формулою C2H6. За звичайних температур і тиску, етан є газом без кольору та запаху. У промисловому масштабі етан відокремлюють від природного газу як побічний продукт переробки нафти. Найважливіше застосування етан знайшов як нафтохімічна сировина для синтезу етилену.
Історія Етан було вперше штучно створено у 1834 році Майклом Фарадеєм, у результаті електролізу ацетату калію. Фарадей прийняв вуглеводневий продукт цієї реакції за метан і не досліджував його надаліFaraday, Michael (1834), "Experimental researches in electricity: Seventh series", Philosophical Transactions 124: 77—122, doi:10.1098/rstl.1834.0008.
В 1847–1849 рр., намагаючись підтвердити радикальну теорію органічної хімії, Герман Кольбе та Едвард Франкленд добули етан шляхом відновлення пропанонітрилу (етилового ціаніду) і етилового йодиду металевим калієм, а також, способом Фарадея — електролізом водних розчинів ацетатів. Щоправда, вони помилково вважали, що продуктом цієї реакції є метил-радикал, а не димер метилу етан. Цю помилку у 1864 році виправив Карл Шорлемер, який довів що, насправді, продуктом усіх цих реакцій є етан.
Назва «етан» встановлена згідно з номенклатурою ІЮПАК. Префікс «ет-» посилається на присутність у карбоновому ланцюзі двох атомів вуглецю, а суфікс «-ан» — на присутність одинарного зв'язку між ними (тобто приналежність до алканів).
Знаходження у природі Етан та інші гомологи метану є складовою частиною природного газу. У різних покладах вміст етану коливається від 0,5 до 4 %.
Фізичні властивості Етан — газ без запаху та кольору. Густина при T = –100 °C ρрід. = 0,561 г/см³ Густина при н. у. ρгаз. = 0,001342 г/см³ або 1,342 кг/м³
Хімічні властивості Під дією сонячного світла етан взаємодіє з галогенами, заміщуючи атому водню C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl Нітрування шляхом взаємодії з концентрованою нітратною кислотою при 400 °C (реакція Коновалова) C2H6 + HNO3 → C2H5NO2 + H2O Горіння в кисні 2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O Отримання етилену через каталітичне дегідрування C2H6 → C2H4 + H2
Отримання
Взаємодія металічного натрію з метилгалогенідами (реакція Вюрца) 2CH3Hal + 2Na → C2H6 + 2NaHal Нагріванням солей пропанової кислоти з лугами (реакція Дюма)
C2H5COONa + NaOH → C2H6 + Na2CO3 Електролізом ацетатів (за методом Фарадея) CH3COO− → CH3• + CO2 + e− CH3• + •CH3 → C2H6 Із синтез-газу 2CO + 5H2 → C2H6 + 2H2O Каталітичним гідруванням бурого вугілля (каталізатор — залізо) 2C + 3H2 → C2H6
Здоров'я та безпека При кімнатній температурі етан є горючим газом. При змішуванні з повітрям при 3,0–12,5 % за об'ємом, він утворює вибухонебезпечні суміші.
У місцях, де етан зберігається у вигляді кріогенної рідини, потрібні додаткові заходи безпеки. Прямий контакт із рідким етаном може призвести до серйозних обморожень. Крім того, випари, які виділяються з рідкого етану є, поки вони не нагрілися до кімнатної температури, важчими за повітря і можуть поширюватися або збиратися низько над землею, і якщо вони стикаються з джерелом запалювання, то може статись вибух.
Використання Використовується у побуті для домашнього приготування їжі, опалення та освітлення. Також використовується як добавка до автомобільного палива для підвищення ефективності згоряння палива та його чистоти. Етан є сировиною для промислового виробництва етилену, етанолу, ацетилену та інших органічних сполук; є важливим проміжним продуктом у багатьох реакціях органічного синтезу. Етан з маркуванням R170 є вуглеводневим холодоагентом.
Цікавий факт
Цікаво, що на поверхні Титана (супутник Сатурна) в умовах низьких температур (–180 °C) існують цілі озера і річки з рідкої метано-етанової суміші.
Див. також Торсійна енергія
Література
В.І. Саранчук, М.О.Ільяшов, В.В. Ошовський, В.С.Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. - Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — С. 600. ISBN 978-966-317-024-4
Примітки
Посилання
Міжнародні карти хімічної безпеки 0266 Market-Driven Еволюція технологій переробки газу для газоконденсату Staggered and eclipsed ethane