एटैन: Difference between revisions

{{About|रासायनिक यौगिक|आपात सेवा प्रोटोकॉल|ईथेन}}

{{distinguish|ईथेन|एथाइन}}

ईथेन [[रासायनिक सूत्र]] {{chem|C|2|H|6}} वाला एक कार्बनिक [[रासायनिक यौगिक]] है, तापमान और दबाव की मानक स्थितियों में, ईथेन एक रंगहीन, गंधहीन [[गैस]] है। कई [[हाइड्रोकार्बन]] की तरह, ईथेन [[प्राकृतिक गैस]] से औद्योगिक पैमाने पर और [[तेल शोधशाला]] के पेट्रो रसायन उपोत्पाद के रूप में [[रसायन विज्ञान में शुद्धिकरण विधियों की सूची|रसायन विज्ञान में शुद्धिकरण विधियों की सूची में अलग किया जाता]] है। इसका मुख्य उपयोग [[ईथीलीन|एथिलीन]] उत्पादन के लिए [[फीडस्टॉक|कच्चा माल]] के रूप में होता है।

संबंधित यौगिकों, हाइड्रोजन परमाणु को दूसरे [[कार्यात्मक समूह]] के साथ बदलकर बनाया जा सकता है; ईथेन अंश को [[एथिल समूह]] कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक [[हाइड्रॉकसिल]] समूह से जुड़ा एक एथिल समूह पेय पदार्थों में ऐल्कोहल, [[इथेनॉल|ईथेनॉल]] पैदा करता है।

एथेन को पहली बार 1834 में [[माइकल फैराडे]] द्वारा [[पोटेशियम एसीटेट]] विलयन के [[इलेक्ट्रोलीज़|विद्युत अपघटन]] को लागू करके संश्लेषित किया गया था। उन्होंने [[मीथेन]] के लिए इस अभिक्रिया के हाइड्रोकार्बन उत्पाद को मीथेन समझ लिया और आगे इसकी जांच नहीं की।<ref name=Faraday/>

मानक तापमान और दबाव पर, ईथेन एक रंगहीन, गंधहीन गैस है। इसका क्वथनांक {{cvt|-88.5|°C|F}} और का गलनांक {{cvt|-182.8|°C|F}} होता है|ठोस ईथेन कई रूपों(संशोधन) में मौजूद है।<ref name="Nes">{{cite journal |doi= 10.1107/S0567740878007037 |title= ईथेन, एथिलीन और एसिटिलीन की एकल-क्रिस्टल संरचनाएं और इलेक्ट्रॉन घनत्व वितरण। I. ईथेन के दो संशोधनों के सिंगल-क्रिस्टल एक्स-रे संरचना निर्धारण|journal= Acta Crystallographica Section B |volume=34 |issue=6 |page= 1947 |year= 1978 |last1= Van Nes |first1= G.J.H. |last2= Vos |first2= A. |s2cid= 55183235 |url= http://www.rug.nl/research/portal/files/3440910/c3.pdf}}</ref> सामान्य दबाव में ठंडा होने पर, दिखने वाला पहला संशोधन एक [[प्लास्टिक क्रिस्टल|प्लास्टिक स्फटिक]] है, जो क्यूबिक प्रणाली में स्फटिकीकृत होता है। इस रूप में, हाइड्रोजन परमाणुओं की स्थिति निश्चित नहीं होती है; अणु लंबी धुरी के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। इस ईथेन को ca के नीचे ठंडा करना। {{convert|89.9|K|C F}} इसे मोनोक्लिनिक मेटास्टेबल ईथेन II ([[अंतरिक्ष समूह]] P 21/n) में बदल देता है।<ref>{{cite web |url= https://log-web.de/chemie/Start.htm?name=ethaneCryst&lang=en |title= ईथेन एक ठोस के रूप में|access-date= 2019-12-10}}</ref> ईथेन जल में बहुत कम घुलनशील है।

[[File:Ethane-staggered-CRC-MW-dimensions-2D.png|thumb|left|[[घूर्णी स्पेक्ट्रोस्कोपी|घूर्णी स्पेक्ट्रमिकी]] पर आधारित ईथेन की [[आणविक ज्यामिति]]।]]माइक्रोवेव(सूक्ष्म तरंग) स्पेक्ट्रमिकी और इलेक्ट्रॉन विवर्तन द्वारा ईथेन के बंधन मापदंडों को उच्च परिशुद्धता के लिए मापा गया है: rC−C = 1.528(3) Å, rC−H = 1.088(5) Å, और ∠CCH = 111.6(5)° माइक्रोवेव(सूक्ष्म तरंग) द्वारा और इलेक्ट्रॉन विवर्तन द्वारा rC−C = 1.524(3) Å, rC−H = 1.089(5) Å, और ∠CCH = 111.9(5)° (कोष्ठकों में संख्याएं अंतिम अंकों में अनिश्चितताओं को दर्शाती हैं)।<ref>{{Cite journal|last=Harmony|first=Marlin D.|date=1990-11-15|title=The equilibrium carbon–carbon single‐bond length in ethane|journal=The Journal of Chemical Physics|language=en|volume=93|issue=10|pages=7522–7523|doi=10.1063/1.459380|issn=0021-9606|bibcode=1990JChPh..93.7522H}}</ref>

<ref>{{cite web|url=http://ns.umich.edu/new/multimedia/videos/23735-one-oil-field-a-key-culprit-in-global-ethane-gas-increase|title=वैश्विक ईथेन गैस वृद्धि में एक तेल क्षेत्र एक प्रमुख अपराधी है|date=April 26, 2016|publisher=University of Michigan}}</ref> यद्यपि ईथेन एक [[ग्रीनहाउस गैस]] है, यह मीथेन की तुलना में बहुत कम प्रचुर मात्रा में है, एक दशक से अधिक की तुलना में केवल कुछ महीनों का जीवनकाल होता है,<ref name="Feasibility">Aydin, Kamil Murat; Williams, M.B. and Saltzman, E.S.; ‘Feasibility of reconstructing paleoatmospheric records of selected alkanes, methyl halides, and sulfur gases from Greenland ice cores’; ''Journal of Geophysical Research''; volume 112, D07312</ref> और द्रव्यमान के सापेक्ष विकिरण को अवशोषित करने में भी कम कुशल है। वास्तव में, ईथेन की ग्लोबल वार्मिंग(भूमंडलीय ऊष्मीकरण) क्षमता काफी हद तक इसके वातावरण में मीथेन में रूपांतरण का परिणाम है।<ref>Hodnebrog, Øivind; Dalsøren, Stig B. and Myrhe, Gunnar; ‘Lifetimes, direct and indirect radiative forcing, and globalwarming potentials of ethane (C₂H₆), propane (C₃H₈),and butane (C₄H₁₀)’; ''Atmospheric Science Letters''; 2018;19:e804</ref> यह सभी चार विशाल ग्रहों के वातावरण में और शनि के चंद्रमा टाइटन के वातावरण में एक अनुरेखण घटक के रूप में पाया गया है।<ref>{{cite web|first =Bob|last = Brown| year =2008|url = http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2008-152|title = नासा ने शनि चंद्रमा पर तरल झील की पुष्टि की|display-authors=et al|publisher=NASA Jet Propulsion Laboratory}}</ref>

:: CH₄ → CH₃• + •H

:: CH₃• + •CH₃ → C₂H₆

पृथ्वी के वायुमंडल में, [[हाइड्रॉक्सिल रेडिकल|हाइड्रॉक्सिल रेडिकल(कट्टरपंथी)]] ईथेन को लगभग तीन महीने के आधे जीवन के साथ [[मेथनॉल]] वाष्प में परिवर्तित करता है।<ref name="Feasibility"/>

ऐसा संदेह है कि टाइटन पर इस तरह से उत्पादित ईथेन चंद्रमा की सतह पर वापस बारिश करता है, और समय के साथ चंद्रमा के अधिकांश ध्रुवीय क्षेत्रों को आच्छादन करने वाले हाइड्रोकार्बन समुद्रों में जमा हो गया है। दिसंबर 2007 में कैसिनी जांच में टाइटन के दक्षिणी ध्रुव पर कम से कम एक झील पाई गई, जिसे अब [[झील ओंटारियो]] कहा जाता है क्योंकि झील का क्षेत्र पृथ्वी पर ओंटारियो झील(लगभग 20,000 किमी²) के समान है| जुलाई 2008 में प्रस्तुत इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा का और विश्लेषण<ref>{{cite journal|doi=10.1038/nature07100|title=टाइटन के ओंटारियो लैकस में तरल ईथेन की पहचान|year=2008|last1=Brown|first1=R. H.|last2=Soderblom|first2=L. A.|last3=Soderblom|first3=J. M.|last4=Clark|first4=R. N.|last5=Jaumann|first5=R.|last6=Barnes|first6=J. W.|last7=Sotin|first7=C.|last8=Buratti|first8=B.|last9=Baines|first9=K. H.|last10=Nicholson|first10=P. D.|journal=Nature|volume=454|issue=7204|pages=607–10|pmid=18668101|bibcode = 2008Natur.454..607B |s2cid=4398324|display-authors=8}}</ref> ने ओंटारियो लैकस में द्रव ईथेन की उपस्थिति के लिए अतिरिक्त सबूत प्रदान किए। कैसिनी द्वारा एकत्र किए गए रडार डेटा का उपयोग करते हुए टाइटन के उत्तरी ध्रुव के पास कई महत्वपूर्ण रूप से बड़ी हाइड्रोकार्बन झीलें, लीजिया मारे और क्रैकेन मारे, दो सबसे बड़ी हैं, खोजी गईं। माना जाता है कि ये झीलें मुख्य रूप से द्रव ईथेन और मीथेन के मिश्रण से भरी हुई हैं।

2006 में, नासा/एम्स रिसर्च सेंटर (एक [[नए क्षितिज]] सह-अन्वेषक) के डेल क्रुइशांक और उनके सहयोगियों ने [[प्लूटो]] की सतह पर ईथेन की स्पेक्ट्रमिकी खोज की घोषणा की।<ref>{{cite web

ईथेन को दो [[मिथाइल समूह]] के रूप में देखा जा सकता है, जो कि मिथाइल समूहों का एक मंदक (रसायन विज्ञान) है। प्रयोगशाला में, ईथेन को [[कोल्बे इलेक्ट्रोलिसिस]] द्वारा आसानी से संश्लेषित किया जा सकता है। इस तकनीक में [[एसीटेट]] लवण का जलीय विलयन विद्युत अपघटन होता है। [[एनोड]] पर, एसीटेट को [[कार्बन डाईऑक्साइड]] और मिथाइल रेडिकल(कट्टरपंथी) का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है, और अत्यधिक अभिक्रियाशील मिथाइल रेडिकल(कट्टरपंथी) ईथेन का उत्पादन करने के लिए गठबंधन करते हैं:

:: CH₃COO⁻ → CH₃• + CO₂ + e⁻

:: CH₃• + •CH₃ → C₂H₆

ईथेन के रसायन में मुख्य रूप से मुक्त मूलक अभिक्रियाएँ सम्मलित हैं। ईथेन मुक्त-कट्टरपंथी [[हलोजन]] द्वारा हलोजन, विशेष रूप से [[क्लोरीन]] और[[ ब्रोमिन | ब्रोमाइन]] के साथ अभिक्रिया कर सकता है। यह अभिक्रिया एथिल रेडिकल(कट्टरपंथी) के प्रसार के माध्यम से आगे बढ़ती है:

:: C₂H₅• + Cl₂ → C₂H₅Cl + Cl•

:: Cl• + C₂H₆ → C₂H₅• + HCl

क्योंकि हलोजनयुक्त ईथेन आगे मुक्त रेडिकल(कट्टरपंथी) हैलोजन से गुजर सकता है, इस अभिक्रिया के परिणामस्वरूप कई हलोजनयुक्त उत्पादों का मिश्रण होता है। रासायनिक उद्योग में, किसी विशेष दो-कार्बन हैलोएल्केन के उत्पादन के लिए अधिक चयनात्मक रासायनिक अभिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है।

ईथेन का पूर्ण दहन 1559.7 kJ/mol, या 51.9 kJ/g, ऊष्मा का उत्सर्जन करता है, और [[रासायनिक समीकरण]] के अनुसार कार्बन डाइऑक्साइड और [[पानी|जल]] का उत्पादन करता है:

: 2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O + 3120 kJ

दहन ऑक्सीजन की अधिकता के बिना भी हो सकता है, अनाकार कार्बन और [[कार्बन मोनोआक्साइड]] का मिश्रण बनता है।  

:: 2 C₂H₆ + 3 O₂ → 4 C + 6 H₂O + ऊर्जा

:: 2 C₂H₆ + 5 O₂ → 4 CO + 6 H₂O + ऊर्जा

:: 2 C₂H₆ + 4 O₂ → 2 C + 2 CO + 6 H₂O + ऊर्जा आदि।

दहन मुक्त-कट्टरपंथी अभिक्रियाओं की एक जटिल श्रृंखला द्वारा होता है। ईथेन दहन के रासायनिक गतिकी के [[कंप्यूटर सिमुलेशन|कंप्यूटर अनुकरण]] में सैकड़ों अभिक्रियाएं सम्मलित हैं। ईथेन दहन में अभिक्रिया की एक महत्वपूर्ण श्रृंखला [[ऑक्सीजन]] के साथ एथिल रेडिकल(कट्टरपंथी) का संयोजन है, और परिणामस्वरूप पेरोक्साइड एथॉक्सी और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल(कट्टरपंथी) में टूट जाता है।

:: C₂H₅• + O₂ → C₂H₅OO•

:: C₂H₅OO• + HR → C₂H₅OOH + •R

:: C₂H₅OOH → C₂H₅O• + •OH

अधूरे ईथेन दहन के प्रमुख कार्बन युक्त उत्पाद कार्बन मोनोऑक्साइड और फॉर्मलाडेहाइड जैसे एकल-कार्बन यौगिक हैं। एक महत्वपूर्ण मार्ग जिसके द्वारा ईथेन में कार्बन-कार्बन बंधन टूट जाता है, इन एकल-कार्बन उत्पादों को उत्पन्न करने के लिए, एथॉक्सी रेडिकल(कट्टरपंथी) का मिथाइल रेडिकल(कट्टरपंथी) और फॉर्मलाडेहाइड में अपघटन होता है, जो बदले में आगे ऑक्सीकरण से गुजर सकता है।

: C₂H₅O• → CH₃• + CH₂O

ईथेन के अधूरे दहन में कुछ छोटे उत्पादों में [[एसीटैल्डिहाइड]], मीथेन, मेथनॉल और ईथेनॉल सम्मलित हैं। उच्च तापमान पर, विशेष रूप से {{cvt|600|-|900|°C|F}} की सीमा में, एथिलीन एक महत्वपूर्ण उत्पाद है। यह इस तरह की अभिक्रियाओं से उत्पन्न होता है:

: C₂H₅• + O₂ → C₂H₄ + •OOH

इसी तरह की अभिक्रियाएं (हाइड्रोजन सार तत्व के रूप में ऑक्सीजन के अलावा अन्य एजेंटों के साथ) [[ भाप का टूटना ]] में ईथेन से एथिलीन के उत्पादन में सम्मलित हैं।

=== रुकावट ===

[[File:Ethane conformations and relative energies.svg|left|thumb|300px|ईथेन ([[ न्यूमैन प्रक्षेपण ]] में दिखाया गया है) कार्बन-कार्बन बांड के घूर्णन के लिए अवरोध। वक्र घूर्णी कोण के कार्य के रूप में संभावित ऊर्जा है। [[सक्रियण ऊर्जा]] 12 kJ/mol या लगभग 2.9 kcal/mol है।<ref>{{Cite book|title=कार्बनिक रसायन विज्ञान|last=J|first=McMurry|date=2012|publisher=Brooks|isbn=9780840054449|edition=8|location=Belmont, CA|pages=95}}</ref>]]एक मुड़ने योग्य बंधन के बारे में एक आणविक उपसंरचना को घुमाने के लिए समान्यता ऊर्जा की आवश्यकता होती है। 360° बॉन्ड घूर्णन उत्पन्न करने के लिए न्यूनतम ऊर्जा को [[ घूर्णी बाधा |घूर्णी अवरोध]] कहा जाता है।