एटैन: Difference between revisions
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ईथेन ({{IPAc-en|US|ˈ|ɛ|θ|eɪ|n}} {{Respell|ETH|ayn}}, {{IPAc-en|UK|ˈ|iː|θ|eɪ|n}} {{Respell|EE|thayn}}) [[रासायनिक सूत्र]] | ईथेन ({{IPAc-en|US|ˈ|ɛ|θ|eɪ|n}} {{Respell|ETH|ayn}}, {{IPAc-en|UK|ˈ|iː|θ|eɪ|n}} {{Respell|EE|thayn}}) [[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 को हाइड्रोजन परमाणु को दूसरे [[कार्यात्मक समूह]] के साथ बदलकर बनाया जा सकता है; ईथेन अंश (रसायन विज्ञान) को [[एथिल समूह]] कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक [[हाइड्रॉकसिल]] समूह से जुड़ा एक एथिल समूह पेय पदार्थों में | संबंधित यौगिकों को हाइड्रोजन परमाणु को दूसरे [[कार्यात्मक समूह]] के साथ बदलकर बनाया जा सकता है; ईथेन अंश (रसायन विज्ञान) 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। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
एथेन को पहली बार 1834 में [[माइकल फैराडे]] द्वारा [[पोटेशियम एसीटेट]] | 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/> | ||
1847-1849 की अवधि के दौरान, [[कार्बनिक रसायन विज्ञान]] के [[कट्टरपंथी सिद्धांत]] को सही साबित करने के प्रयास में, [[हरमन कोल्बे]] और [[एडवर्ड फ्रैंकलैंड]] ने पोटेशियम धातु के साथ प्रोपियोनिट्रिल ([[एथिल साइनाइड]]) और [[एथिल आयोडाइड]]<ref name=Frankland/> की कमी से ईथेन का उत्पादन किया<ref name="Kolbe" /> और फैराडे की तरह, जलीय एसीटेट के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा। उन्होंने मिथाइल रेडिकल ({{Chem2|CH3}}) के लिए इन प्रतिक्रियाओं के उत्पाद को गलत समझा, जिसमें से ईथेन {{Chem2|C2H6}} एक मंदक है। | |||
इस त्रुटि को 1864 में [[ कार्ल शोर्लेमर ]] द्वारा ठीक किया गया, जिन्होंने दिखाया कि इन सभी अभिक्रियाओं का उत्पाद वास्तव में ईथेन था।<ref>{{cite journal|doi=10.1002/jlac.18641320217|title=Ueber die Identität des Aethylwasserstoffs und des Methyls|journal=Annalen der Chemie und Pharmacie|volume=132|issue=2|pages=234–238|year=1864|last1=Schorlemmer|first1=Carl|url=https://zenodo.org/record/1427237}}</ref> 1864 में [[एडमंड रोनाल्ड|एडमंड]] रोनाल्ड्स द्वारा [[पेंसिल्वेनिया]] के हल्के कच्चे तेल में घुले ईथेन की खोज की गई थी।<ref>{{Cite book|title=रसायन विज्ञान पर ग्रंथ|last1=Roscoe|first1=H.E.|last2=Schorlemmer|first2=C.|publisher=Macmillan|year=1881|volume=3|pages=144–145}}</ref><ref>{{Cite book|title=रसायन विज्ञान का शब्दकोश|last=Watts|first=H.|year=1868|volume=4|pages=385}}</ref> | |||
== गुण == | == गुण == | ||
मानक तापमान और दबाव पर, ईथेन एक रंगहीन, गंधहीन गैस है। इसका क्वथनांक | 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> | [[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> | ||
Revision as of 14:17, 31 March 2023
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| Names | |||
|---|---|---|---|
| Preferred IUPAC name
Ethane[1] | |||
| Systematic IUPAC name
Dicarbane (never recommended[2]) | |||
| Identifiers | |||
3D model (JSmol)
|
|||
| 1730716 | |||
| ChEBI | |||
| ChEMBL | |||
| ChemSpider | |||
| EC Number |
| ||
| 212 | |||
| MeSH | Ethane | ||
PubChem CID
|
|||
| RTECS number |
| ||
| UNII | |||
| UN number | 1035 | ||
| |||
| |||
| Properties | |||
| C2H6 | |||
| Molar mass | 30.070 g·mol−1 | ||
| Appearance | Colorless gas | ||
| Odor | Odorless | ||
| Density |
544.0 kg/m3 (liquid at -88,5 °C) | ||
| Melting point | −182.8 °C; −296.9 °F; 90.4 K | ||
| Boiling point | −88.5 °C; −127.4 °F; 184.6 K | ||
| Critical point (T, P) | 305.32 K (32.17 °C; 89.91 °F) 48.714 bars (4,871.4 kPa) | ||
| 56.8 mg L−1[4] | |||
| Vapor pressure | 3.8453 MPa (at 21.1 °C) | ||
Henry's law
constant (kH) |
19 nmol Pa−1 kg−1 | ||
| Acidity (pKa) | 50 | ||
| Basicity (pKb) | −36 | ||
| Conjugate acid | Ethanium | ||
| -37.37·10−6 cm3/mol | |||
| Thermochemistry | |||
Heat capacity (C)
|
52.49 J K−1 mol−1 | ||
Std enthalpy of
formation (ΔfH⦵298) |
−84 kJ mol−1 | ||
Std enthalpy of
combustion (ΔcH⦵298) |
−1561.0–−1560.4 kJ mol−1 | ||
| Hazards | |||
| GHS labelling: | |||
| |||
| Danger | |||
| H220, H280 | |||
| P210, P410+P403 | |||
| NFPA 704 (fire diamond) | |||
| Flash point | −135 °C (−211 °F; 138 K) | ||
| 472 °C (882 °F; 745 K) | |||
| Explosive limits | 2.9–13% | ||
| Safety data sheet (SDS) | inchem.org | ||
| Related compounds | |||
Related alkanes
|
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Related compounds
|
|||
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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ईथेन (US: /ˈɛθeɪn/ ETH-ayn, UK: /ˈiːθeɪn/ EE-thayn) रासायनिक सूत्र C
2H
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 में अलग किया जाता है। इसका मुख्य उपयोग एथिलीन उत्पादन के लिए कच्चा माल के रूप में होता है।
संबंधित यौगिकों को हाइड्रोजन परमाणु को दूसरे कार्यात्मक समूह के साथ बदलकर बनाया जा सकता है; ईथेन अंश (रसायन विज्ञान) को एथिल समूह कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रॉकसिल समूह से जुड़ा एक एथिल समूह पेय पदार्थों में ऐल्कोहल, ईथेनॉल पैदा करता है।
इतिहास
एथेन को पहली बार 1834 में माइकल फैराडे द्वारा पोटेशियम एसीटेट विलयन के 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।[5]
1847-1849 की अवधि के दौरान, कार्बनिक रसायन विज्ञान के कट्टरपंथी सिद्धांत को सही साबित करने के प्रयास में, हरमन कोल्बे और एडवर्ड फ्रैंकलैंड ने पोटेशियम धातु के साथ प्रोपियोनिट्रिल (एथिल साइनाइड) और एथिल आयोडाइड[6] की कमी से ईथेन का उत्पादन किया[7] और फैराडे की तरह, जलीय एसीटेट के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा। उन्होंने मिथाइल रेडिकल (CH3) के लिए इन प्रतिक्रियाओं के उत्पाद को गलत समझा, जिसमें से ईथेन C2H6 एक मंदक है।
इस त्रुटि को 1864 में कार्ल शोर्लेमर द्वारा ठीक किया गया, जिन्होंने दिखाया कि इन सभी अभिक्रियाओं का उत्पाद वास्तव में ईथेन था।[8] 1864 में एडमंड रोनाल्ड्स द्वारा पेंसिल्वेनिया के हल्के कच्चे तेल में घुले ईथेन की खोज की गई थी।[9][10]
गुण
मानक तापमान और दबाव पर, ईथेन एक रंगहीन, गंधहीन गैस है। इसका क्वथनांक −88.5 °C (−127.3 °F) और का गलनांक −182.8 °C (−297.0 °F) होता है|ठोस ईथेन कई रूपों(संशोधन) में मौजूद है।[11] सामान्य दबाव में ठंडा होने पर, दिखने वाला पहला संशोधन एक 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। 89.9 K (−183.2 °C; −297.8 °F) इसे मोनोक्लिनिक मेटास्टेबल ईथेन II (अंतरिक्ष समूह P 21/n) में बदल देता है।[12] ईथेन जल में बहुत कम घुलनशील है।
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)।[13]
वायुमंडलीय और अलौकिक
ईथेन पृथ्वी के वायुमंडल में एक अनुरेखण गैस के रूप में होता है, वर्तमान में समुद्र के स्तर पर 0.5 भागों प्रति बिलियन की एकाग्रता है,[14] यद्यपि इसकी पूर्व-औद्योगिक सांद्रता लगभग 0.25 भाग प्रति बिलियन होने की संभावना है क्योंकि आज के वातावरण में ईथेन का एक महत्वपूर्ण अनुपात जीवाश्म ईंधन के रूप में उत्पन्न हो सकता है। प्राकृतिक गैस क्षेत्र में गैस के भड़कने के कारण वैश्विक ईथेन की मात्रा समय के साथ बदलती रहती है।[15] वैश्विक ईथेन उत्सर्जन दरों में 1984 से 2010 तक गिरावट आई,[15]यद्यपि अमेरिका में बेकन गठन में शेल गैस के उत्पादन में वृद्धि ने गिरावट को आधे से कम कर दिया है।[16]
[17] 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,[18] 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।[19] 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।[20]
मीथेन गैस पर सूर्य की प्रकाश रसायन क्रिया से वायुमंडलीय ईथेन का परिणाम, इन वायुमंडलों में भी मौजूद है: 160 नैनोमीटर से कम तरंग दैर्ध्य के पराबैंगनी फोटोन मीथेन अणु को मिथाइल रेडिकल(कट्टरपंथी) और हाइड्रोजन परमाणु में अलग कर सकते हैं। जब दो मिथाइल मूलक पुनः संयोजित होते हैं, तो परिणाम ईथेन होता है:
- CH4 → CH3• + •H
- CH3• + •CH3 → C2H6
पृथ्वी के वायुमंडल में, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल(कट्टरपंथी) ईथेन को लगभग तीन महीने के आधे जीवन के साथ मेथनॉल वाष्प में परिवर्तित करता है।[18]
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[21] 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।
1996 में धूमकेतु हयाकुटके में ईथेन का पता चला था।[22]और इसके बाद से कुछ अन्य धूमकेतुओं में इसका पता चला है। इन दूर के सौर मंडल निकायों में ईथेन का अस्तित्व ईथेन को सौर निहारिका के एक प्राथमिक घटक के रूप में फंसा सकता है जिससे माना जाता है कि सूर्य और ग्रहों का निर्माण हुआ है।
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।[23]
रसायन विज्ञान
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
पेरोक्साइड द्वारा एसिटिक एनहाईड्राइड के ऑक्सीकरण द्वारा संश्लेषण अवधारणात्मक रूप से समान है।
ईथेन के रसायन में मुख्य रूप से मुक्त मूलक अभिक्रियाएँ सम्मलित हैं। ईथेन मुक्त-कट्टरपंथी हलोजन द्वारा हलोजन, विशेष रूप से क्लोरीन और 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।
दहन
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 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