Пропан C3H8: свойства, получение, применение

Пропан C3H8 — третий член гомологического ряда алканов, сжиженный бытовой газ, молярная масса 44 г/моль.

Ключевые факты

Формула
C3H8
Класс
углеводород (алкан)
Молярная масса
44 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 44,09 г/моль
Другие названия
основа сжиженного газа в баллонах (смесь с бутаном)
Состояние
газ (при небольшом давлении сжижается)
Степени окисления углерода
−3 в группах CH3 и −2 в группе CH2
Гибридизация углерода
sp3 у всех трёх атомов
Изомеры
структурных изомеров нет
Общая формула ряда
CnH2n+2, для n = 3

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое пропан?

Пропан — алкан с тремя атомами углерода в неразветвлённой цепи. Его удобно сравнивать с метаном и этаном: здесь впервые появляется «средний» атом углерода, у которого только два атома водорода. От этого зависит, куда пойдёт замещение, и это правило постоянно проверяют в заданиях.

В быту пропан знают как топливо в баллонах: его легко превратить в жидкость небольшим давлением, а при открывании вентиля он снова становится газом. Поэтому пропан (чаще в смеси с бутаном) возят в сжиженном виде на дачи, в кемпинги и на заправки для автомобилей.

Какие физические свойства у пропана?

Физические свойства: пропан C3H8
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниегаз (при небольшом давлении сжижается)
Цвет и запахбез цвета и запаха; бытовому газу добавляют одорант
Плотность относительно воздухатяжелее воздуха: 44 г/моль против 29 г/моль
Растворимость в водепрактически нерастворим
Температура плавленияоколо −188 °C
Температура кипенияоколо −42 °C

Какие химические свойства у пропана?

Пропан вступает в те же реакции, что и другие алканы: горение, радикальное замещение, дегидрирование и крекинг. Особенность этого вещества в том, что замещение идёт избирательно: водород легче всего уходит от наименее гидрированного атома углерода.

  1. Горение: при избытке кислорода образуются углекислый газ и водаC3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2OУсловия: поджигание
  2. Бромирование: главный продукт — 2-бромпропанC3H8 + Br2 → CH3CHBrCH3 + HBrУсловия: ультрафиолетовый свет
  3. Дегидрирование: образуется пропиленC3H8 → C3H6 + H2Условия: катализатор ~Cr2O3~, нагревание
  4. Крекинг: разрыв углеродной цепиC3H8 → CH4 + C2H4Условия: нагревание выше 500 °C
  5. Хлорирование, первая стадия: получается смесь 1- и 2-хлорпропанаC3H8 + Cl2 → C3H7Cl + HClУсловия: ультрафиолетовый свет

При бромировании 2-бромпропан получается почти исключительно: радикал у среднего атома устойчивее, и бром быстрее находит именно его. При хлорировании избирательность слабее, образуются оба монохлорида.

Как получают пропана?

В промышленности

Пропан получают при переработке нефти и природного газа: его выделяют из попутного газа и фракций крекинга. Другой путь — гидрирование пропилена.

  • C3H6 + H2 → C3H8

В лаборатории

Нагревают сухую соль масляной (бутановой) кислоты со щёлочью: теряется одна группа COOH, и цепь укорачивается на атом углерода.

  • C3H7COONa + NaOH → C3H8 + Na2CO3

Как распознать пропан? Качественная реакция

Специальной качественной реакции на пропан в школьном курсе нет. Чтобы отличить его от пропилена, пропускают газ через бромную воду: пропилен её обесцвечивает, а пропан остаётся без изменений.

Где применяют пропана?

  • сжиженный бытовой и автомобильный газ;
  • сырьё для получения пропилена и этилена пиролизом;
  • заправка газовых зажигалок и аэрозольных баллонов;
  • топливо для газовой резки и горелок.

Меры предосторожности. Пропан тяжелее воздуха и скапливается в подвалах и низинах, где образует взрывоопасные смеси. Баллоны держат в проветриваемом месте вдали от огня и нагревательных приборов.

Чему равна молярная масса пропана?

M(C3H8) = 3·12 + 8·1 = 44 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 44,09 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где пропан встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса пропана?

M(C3H8) = 3·12 + 8·1 = 44 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 44,10 г/моль. Такая же молярная масса у углекислого газа.

Почему пропан хранят в баллонах в жидком виде?

Он кипит при −42 °C и при небольшом давлении легко становится жидкостью, поэтому в баллон помещается намного больше вещества, чем в газообразном состоянии.

Какой продукт главный при бромировании пропана?

2-бромпропан. Радикал на среднем атоме углерода устойчивее концевого, и бром замещает водород именно там.

Почему у пропана нет изомеров?

Для трёх атомов углерода возможна единственная цепочка без разветвления. Разветвление появляется только при четырёх атомах углерода — у бутана и изобутана.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: углерод C, водород H.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники