by 
Η ανίχνευση του προπανίου είναι σημαντική για την προστασία από διαρροές εύφλεκτου αερίου σε οικιακούς και βιομηχανικούς χώρους. Μπορεί να γίνει συνήθως με σωλήνες μιας χρήσης ή αισθητήρες αερίων, όπου το προπάνιο οξειδώνεται χημικά, προκαλώντας μεταβολή χρώματος του αντιδραστηρίου, η οποία δείχνει την παρουσία και τη συγκέντρωσή του.
- Υπολογίστε τον Α.Ο. κάθε ατόμου C του προπανίου.
- Υπολογίστε τον μέσο όρο Α.Ο. των ατόμων C του προπανίου.
- Διορθώστε με τους απλούστερους ακέραιους κατάλληλους συντελεστές την χημική εξίσωση που λαμβάνει χώρα κατά την ανίχνευση του προπανίου:
C3H8 + K2Cr2O7 + H2SO4 → CO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
4. Ποια είναι η συνολική μεταβολή του Α.Ο. του αναγωγικού στην παραπάνω εξίσωση;
5. Ποια χρωματική μεταβολή περιμένετε να συμβεί με βάση την παραπάνω χημική εξίσωση;
6. Το συνολικό προπάνιο που απομονώθηκε από ένα χώρο όγκου 1344 L, αντέδρασε σύμφωνα με την προηγούμενη εξίσωση με 2,5 mL από διάλυμα 0,4 M K2Cr2O7 + H2SO4. Είναι ασφαλής ο χώρος αυτός για το προσωπικό; Θεωρήστε STP συνθήκες.
Όριο ασφαλείας για το προσωπικό < 250 ppm προπανίου
1 ppm προπανίου = 1 L προπανίου / 106 L χώρου
Καλή δύναμη !
Για περισσότερα, εδώ: https://www.draeger.com/el_gr/Products/Short-term-Tubes
ένα βίντεο https://www.youtube.com/watch?v=F7ggVBo6tgk&t=17s
Καλημέρα Παναγιώτη και καλή Κυριακή.
Οξειδώνεται το προπάνιο από το διχρωμικό;
Με ξάφνιασες…
Καλημέρα αγαπητέ Διονύση και καλή Κυριακή. Ναι είναι όντως διαφορετικό, αν δεις στα φιαλίδια ανίχνευσης μεταβάλλεται όντως το χρώμα του διχρωμικού ιόντος, οξειδώνονται και άλλα αλκάνια όπως και άλλοι υδρογονάνθρακες, το Cr μπορεί να παίξει και τον ρολο καταλύτη/οξειδωτικου. Εδώ μερικές πηγές: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0920586111007541
https://dokumen.pub/chromium-vi-reagents-synthetic-applications-springerbriefs-in-molecular-science-9783642208164-3642208169.html
Καλημέρα Παναγιώτη.
Από τη στιγμή που το έγραψες εσύ, δεν είχα καμιά αμφιβολία, ότι η αντίδραση γίνεται!
Δεν χρειάζονται αποδείξεις!
Απλά εξέφρασα τον ξάφνιασμά μου, αφού για χρόνια δίδασκα το αντίθετο…
Καλημέρα Διονύση -χρειάζονται έντονες συνθήκες – σ’ ευχαριστώ, αλλά πολλές φορές κάνω λάθη – έβαλα κι ενα υπολογιστικό ερώτημα για την ασφάλεια του προσωπικού, ελπίζω να σου αρέσει! Η αντίδραση που αναγράφεται έχει προσαρμοστεί για τις ανάγκες/γνώσεις των μαθητών. Καλή Κυριακή !
https://www.youtube.com/watch?v=CRDvPd7dcn8
ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ
1. Αριθμός οξείδωσης (Α.Ο.) κάθε C στο C3H8
2. Μέσος Α.Ο. των ατόμων C
((-3 + (-2) + (-3))/3 = -8/3
3 εξίσωση
3 C3H8 + 10 K2Cr2O7 + 40 H2SO4 → 9 CO2 + 10 Cr2(SO4)3 + 10 K2SO4 + 52 H2O
4.Συνολική μεταβολή Α.Ο. του αναγωγικού
60
5.Χρωματική μεταβολή
6.Mol K2Cr2O7 που χρησιμοποιήθηκαν
Mol C3H8 που αντέδρασαν
Όγκος C3H8 σε STP
Συγκέντρωση σε ppm στον χώρο
Σύγχρονοι αισθητήρες (από GEMINI) (Physics & Chemistry together ! )
Οι σύγχρονοι αισθητήρες έχουν αντικαταστήσει τους χημικούς σωλήνες (σαν αυτόν με το διχρωμικό) γιατί προσφέρουν συνεχή παρακολούθηση και ταχύτητα δευτερολέπτου. Στη βιομηχανία χρησιμοποιούνται κυρίως τρεις τεχνολογίες:
1. Καταλυτικοί Αισθητήρες (Pellistors)
Είναι οι πιο συνηθισμένοι για την ανίχνευση του προπανίου.
2. Αισθητήρες Υπερύθρων (NDIR – Non-Dispersive Infrared)
Αυτοί είναι “έξυπνοι” γιατί δεν χρειάζονται οξυγόνο ή χημική αντίδραση.
3. Φωτοϊονισμός (PID – Photo-Ionization Detectors)
Αυτοί χρησιμοποιούνται για εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια (όπως τα 5 ppm που βρήκαμε στην άσκησή σου).
CH3 – CH2 – CH3 —- > 3 CO2
CH3 – σε CO2 … από (-3) σε (+4) ==> 7 αύξηση
-CH2- σε CO2 … από (-2) σε (+4) ==> 6 αύξηση
CH3 – σε CO2 … από (-3) σε (+4) ==> 7 αύξηση
Συνολική αύξηση ΑΟ : 20 ( συντελεστής στο Cr2(SO4)3 … 10 )
Συνολική μείωση ΑΟ : 3 ( συντελεστής στο 3 CO2 …3 … οπότε 9 CO2 )
ΣΜΑΟ αύξησης 3×20 = 60
ΣΜΑΟ μείωσης 10x2x3 = 60
( H χρήση του 8/3 δεν είναι χημικώς ορθή )
Καλημέρα σας. Παναγιώτη ενδιαφέρουσες πληροφορίες και επίκαιρες για την ανίχνευση του προπανίου. Διονύση πολλές οργανικές ουσίες οξειδώνονται με τα συνήθη οξειδωτικά, υπερμαγγανικό και διχρωμικό. Τα προγράμματα σπουδών στη β/θμια και τα βιβλία μάλλον έχουν γραφτεί με τη λογική “τι οξειδώνεται χωρίς διάσπαση ανθρακικής αλυσίδας”. Αναφέρονται στην οξείδωση των αλκοολών, των αλδευδών και δύο καρβοξυλικών οξέων. Σε αυτές έχουμε οξείδωση που οδηγεί στο σχηματισμό άλλης λειτουργικής (χαρακτηριστικής) ομάδας χωρίς διάσπαση ανθρακικής αλυσίδας, ενώ στην περίπτωση των οξέων σχηματίζεται CO2 χωρίς όμως πάλι διάσπαση ανθρακικής αλυσίδας (με εξαίρεση μια διάσπαση στο οξαλικό). Το γιατί έχει γίνει αυτή η επιλογή, δεν ξέρω. Κάτι που μπορώ να υποθέσω είναι ότι, συνήθως, χρησιμοποιούμε τις οργανικές αντιδράσεις για να κάνουμε μετασχηματισμούς σε λειτουργικές ομάδες, στην προσπάθειά μας να συνθέσουμε κάποια οργανική ένωση. Οι οξειδώσεις σε έντονες συνθήκες που οδηγούν σε διάσπαση αλυσίδας ίσως, σε πολλές περιπτώσεις, δεν έχουν μεγάλη παρασκευαστική αξία διότι τα προιόντα δεν είναι πολύ ελεγχόμενα. Έτσι, μάλλον θεώρησαν “too much” το να συμπεριλάβουν στο πρόγραμμα τέτοιες οξειδώσεις. Ωστόσο σε πανεπιστημιακά βιβλία Οργανικής Χημείας αλλά και σε ξενόγλωσσα δευτεροβάθμιας που έχω δει, αναφέρονται οι οξειδώσεις υδρογονανθράκων. Στο λύκειο λέμε ότι οι τριτοταγείς αλκοόλες και οι κετόνες δεν οξειδώνονται χωρίς διάσπαση της ανθρακικής τους αλυσίδας. Κάτι ανάλογο ίσως θα έπρεπε να λέμε και για τους υδρογονάνθρακες.
Έλα ρε Αντώνη, έγραφα και τώρα είδα την απάντησή σου! Καλως τονα!
ΥΓ. Κι ας άργησε!
Και ας διαφωνούμε! Εγώ νομίζω ότι η χρήση του -8/3 μια χαρά είναι!
Μαθηματικώς λειτουργεί … χημικώς υπάρχει ΜΟ των ΑΟ ατόμων C ?
Εάν (όλοι) οι C δεν έδιναν κοινό προϊόν πως θα κάναμε ισοστάθμιση ?
Προφανως αφου πολλαπλασιάζεται ( η διαφορά (+4) – ( -8/3) ) το 20/3 με το 3 ( από τους άνθρακες ) και μετά ξανά από το 3 ( του συντελεστή ) δίνει το ίδιο ΣΜΑΟ ( 60 ).
Απλά δεν χρησιμοποιώ μέσους όρους στους ΑΟ … (Ίσως να είναι ) γούστα ( μόνο ) αυτά …No worries
Εγώ θεωρώ ότι μέσος όρος μπορεί να εκφραστεί για οποιοδήποτε σύνολο τιμών. Αυτό δεν παραβιάζει τη χημεία! Αυτή είναι η γνώμη μου. Έτσι κι αλλιώς, ο αριθμός οξείδωσης είναι μια θεωρητική επινόηση των χημικών, ένα “λογιστικό σύστημα” παρακολούθησης των μετατοπίσεων των ηλεκτρονίων στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις. Δεν αντιστοιχεί σε κάποια φυσική ποσότητα. Με τον μέσο όρο των ΑΟ βρίσκουμε τη μεταβολή του ΑΟ ανά άτομο, δηλαδή τον μέσο όρο της μεταβολής. Θεωρώ ότι είναι μια εναλλακτική “τεχνική” που μας βοηθά να ισοσταθμίσουμε. Έτσι κι αλλιώς, η κάθε διαδικασία ισοστάθμισης μια τεχνική είναι. Αλλά οκ, δεν νομίζω ότι είναι τόσο σημαντικό το θέμα. Ας επιλέξει ο καθένας ότι θέλει.