Propan

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Strukturformel
Strukturformel von Propan

Strukturformel von Propan
Strukturformel mit allen gezeichneten Atomen (oben) – vereinfachte Formel (unten)
Allgemeines
Name Propan
Andere Namen

R-290

Summenformel C3H8
Kurzbeschreibung

farb- und geruchloses Gas[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 74-98-6
EG-Nummer 200-827-9
ECHA-InfoCard 100.000.753
Wikidata Q131189
Eigenschaften
Molare Masse 44,10 g·mol−1
Aggregatzustand

gasförmig

Dichte
  • 2,01 g·l−1 (gasförmig, 0 °C, 1013 hPa)[1]
  • 0,58 g·cm−3 (flüssig, am Siedepunkt)[1]
Schmelzpunkt

−187,7 °C[1]

Siedepunkt

−42,1 °C[1]

Dampfdruck

0,83 MPa (20 °C)[1]

Löslichkeit

praktisch unlöslich in Wasser (75 mg·l−1 bei 20 °C)[1]

Dipolmoment

0,084 D[2] (2,8 · 10−31 C · m)

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[1]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 04 – Gasflasche

Gefahr

H- und P-Sätze H: 220​‐​280
P: 210​‐​377​‐​381​‐​403 [1]
MAK

DFG/Schweiz: 1000 ml·m−3 bzw. 1800 mg·m−3[1][4]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−103,8 kJ/mol[5]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Propan ist ein farbloses brennbares Gas und gehört zu den Kohlenwasserstoffen. Es steht in der homologen Reihe der Alkane an dritter Stelle.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Propan ist ein farb- und geruchloses Gas, hat einen Schmelzpunkt von −187,7 °C und einen Siedepunkt von −42 °C. Die kritische Temperatur liegt bei 96,8 °C,[6] der kritische Druck bei 4,2 MPa[6] und die kritische Dichte bei 0,22 g·cm−3.[6]

Propan kristallisiert in der Raumgruppe P 1 21/n 1[7]. Dabei ist die Packung der Moleküle ziemlich schlecht, die Raumfüllung beträgt bei 90 K nur 58,55 %[8]. Dies ist der Grund dafür, dass der Schmelzpunkt tiefer liegt als bei allen anderen Alkanen.

Propan kann durch Kompression einfach verflüssigt werden. Es löst sich wenig in Wasser: bei 20 °C zu 75 mg·l−1.[1]

Propan ist schwerer als Luft und wirkt in hohen Konzentrationen narkotisierend bis erstickend.[6]

Propan ist hochentzündlich und bildet zwischen einem Volumenanteil von 2,12 % bis 9,35 % in Luft explosionsfähige Gemische.[6] Seine Zündtemperatur liegt bei 470 °C (nach DIN 51794)[1] Der Heizwert beträgt 93 MJ·m−3[6] oder 46,35 MJ/kg (12,88 kWh/kg).

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Propan ist ein natürlich vorkommendes Gas. Es entsteht zusammen mit anderen Kohlenwasserstoffen wie Erdöl und Butan durch die Zersetzung und Reaktion organischer Stoffe innerhalb langer Zeiträume. Propan wird aus Erdölfeldern freigesetzt, indem es von anderen Kohlenwasserstoffen getrennt und für den kommerziellen Gebrauch raffiniert wird.

Die Propanherstellung geschieht durch Trennung und Sammlung des Gases aus seinen Erdölquellen. Propan wird durch Abtrennung von der Erdgasphase von Erdöl und durch Raffination von Rohöl aus petrochemischen Gemischen isoliert.

Beide Prozesse beginnen, wenn unterirdische Ölfelder durch Bohren von Ölquellen erschlossen werden. Das Kohlenwasserstoffgemisch wird aus dem Bohrloch in eine Gasfalle geleitet, die den Strom in Rohöl und Gas trennt, das Erdbenzin, Flüssiggase und Erdgas enthält. Das Gemisch von Flüssiggasen kann als Gemisch verwendet oder weiter in seine drei Teile Butan, Isobutan und Propan getrennt werden.[9]

Industriell wird Propan bei der Förderung von Erdgas als Nebenprodukt gewonnen und in einer Erdölraffinerie beim Cracken von Erdöl hergestellt.[6]

Im Labor kann Propan durch eine Addition von Wasserstoff an Propen synthetisiert werden:

Propen1

Damit die Additionsreaktion ablaufen kann, werden z. B. Platin- oder Palladiumkatalysatoren verwendet.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Energiequelle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Propangasflasche US-amerikanischer Bauart
LKW mit Propantanks

Der Verbrauch nimmt in nicht industrialisierten Gebieten der Welt rasant zu. Propan hat viele ältere traditionelle Energiequellen ersetzt.

Propan wird als Flüssiggas für Brenn- und Heizzwecke eingesetzt,[6] z. B. als Autogas (LPG) zum Antrieb von Fahrzeugen, in der Feuerung von Heißluftballonen, in Gasherden und Gasboilern, in Gasgrills, für Löt- und Schweißgeräte, Gas-Rechauds oder Feuerzeugen. Meist wird es mit Butan gemischt, je nach Jahreszeit z. B. 40 % Propan und 60 % Butan.

Zu den Industrien, die Propan verwenden, gehören Glashersteller, Ziegeleien, Geflügelfarmen und andere Industrien, die tragbare Wärme benötigen. In ländlichen Gebieten wird es zur Beheizung von Viehbeständen, in Getreidetrocknern und anderen wärmeerzeugenden Geräten verwendet. Wenn es zum Erhitzen oder Trocknen von Getreide verwendet wird, wird es normalerweise in einem großen, fest installierten Zylinder aufbewahrt, der von einem Propan-Lieferwagen nachgeladen wird.[10]

Kältemittel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Als Kältemittel[6] hat es die Bezeichnung R-290 und wird in Kühlgeräten und Wärmepumpen[11] eingesetzt. In Australien wird Propan schon in über 1.000.000 Auto-Klimaanlagen eingesetzt.[12] Propan hat ein niedriges Treibhauspotenzial (das 3,3fache des der gleichen Menge Kohlenstoffdioxid), kein Ozonabbaupotential und kann als Ersatz für R-12, R-22, R-134a und andere Fluorchlorkohlenwasserstoffe dienen. Alte Anlagen dürfen aber nicht einfach mit Propan gefüllt werden, da es brennbar ist. Für Propananlagen sind eigene Sicherheitsvorschriften zu erfüllen.

Sonstiges[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Propan ist möglicher Bestandteil des Treibgases in Sprühdosen (Lebensmittelzusatzstoff E 944[13]) und Airsofts. Großtechnisch wird es zur Herstellung von Ethen und Propen verwendet.[6]

Lagerung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gasbehälter zur Speicherung von Propan

Propan wird unter Druck verflüssigt in Gasflaschen oder Tanks gelagert.

Weiterhin wird es auch in unterirdischen Kavernen gelagert. Das Einlagern geschieht vorzugsweise in den verbrauchsarmen Monaten, um Verbrauchsspitzen im Winter abdecken zu können.

Reaktionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Propan verbrennt mit ausreichend viel Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser:

Wenn nicht genügend Sauerstoff für eine vollständige Verbrennung vorhanden ist, tritt eine unvollständige Verbrennung auf. Das Ergebnis ist wiederum Kohlenstoffdioxid, Wasser und Wärme. Es entsteht aber auch Kohlenstoffmonoxid.[14]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e f g h i j k l Eintrag zu Propan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016 (JavaScript erforderlich).
  2. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Permittivity (Dielectric Constant) of Gases, S. 6-188.
  3. Eintrag zu Propane im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  4. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (SUVA): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte für Propan, abgerufen am 2. November 2015.
  5. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-24.
  6. a b c d e f g h i j Eintrag zu Propan. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 30. Mai 2014.
  7. dazu hier eine Visualisierung: https://log-web.de/chemie/Start.htm?name=propaneCryst, abgerufen am 28. Juni 2016
  8. Marcin Podsiadło, Anna Olejniczak, and Andrzej Katrusiak: Why Propane? The Journal of Physical Chemistry C, 2013, 117, 4759−4763.
  9. Advameg, Inc.: Propane
  10. 2016 Propane Market Outlook. Propane Education and Research Council.
  11. Manfred Petz (Hrsg.): Kohlenwasserstoffe als Kältemittel. Expert-Verlag, 1995, ISBN 3-8169-1186-2, S. 59–76.
  12. Umweltbundesamt: Natural Refrigerants for mobile Air-Conditioning in Passenger Cars.
  13. ZZulV: Text der Zusatzstoff-Zulassungsverordnung
  14. Elgas Ltd.: LPG Gas Blog

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Geert Oldenburg: Propan – Butan. Springer 1955, OCLC 17854737

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Propan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
WiktionaryWiktionary: Propan – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen