Propan

Strukturformel
	; ;
	Strukturformel mit allen gezeichneten Atomen (oben) –; vereinfachteSkelettformel(unten)
Allgemeines
Name	Propan
Andere Namen	R-290; PROPANE(INCI); E 944;
Summenformel	C3H8
Kurzbeschreibung	farb- und geruchloses Gas
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	200-827-9
ECHA-InfoCard	100.000.753
PubChem	6334
ChemSpider	6094
Wikidata	Q131189
Eigenschaften
Molare Masse	44,10 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	2,01 g·l−1(gasförmig, 0 °C, 1013 hPa); 0,5812 g·cm−3(flüssig, am Siedepunkt);
Schmelzpunkt	−187,7°C
Siedepunkt	−42,1 °C
Dampfdruck	0,836 MPa(20 °C)
pKS-Wert	51
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser (75 mg·l−1bei 20 °C)
Dipolmoment	0,084D(2,8 · 10−31C·m)
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H:220‐280
	P:210‐377‐381‐403
MAK	DFG/Schweiz: 1000 ml·m−3bzw. 1800 mg·m−3
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−103,8 kJ/mol
	Soweit möglich und gebräuchlich, werdenSI-Einheitenverwendet.; Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten beiStandardbedingungen(0 °C, 1000 hPa).

Propanist ein farbloses, brennbaresGasund gehört zu denKohlenwasserstoffen.Es steht in derhomologen ReihederAlkanean dritter Stelle.

Eigenschaften

Propan ist ein farblosesGas,hat einenSchmelzpunktvon −187,7 °C und einenSiedepunktvon −42,1 °C. Diekritische Temperaturliegt bei 96,8 °C^[9],derkritische Druckbei 4,2 MPa^[9]und die kritische Dichte bei 0,22 g/cm³^[9].

DerDampfdruckbzw.Sättigungsdampfdruckvon Propan in Abhängigkeit derTemperatur $\vartheta$ ^[10]lässt sich mit hinreichender Genauigkeit ( $|\Delta p/p|$ < 4 % im Bereich −50 °C bis 96 °C) nach folgender Gleichung^[11]berechnen:

p_{\mathrm {Propan} }(\vartheta )=1\,\mathrm {bar} \cdot \exp \left(9{,}8749-{\frac {2272{,}65\,^{\circ }{\text{C}}}{\vartheta +273{,}15\,^{\circ }{\text{C}}}}\right)

.

Propankristallisiertin derRaumgruppeP2₁/n(Raumgruppen-Nr. 14, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/14.2.^[12]^[13]Dabei ist die Packung derMoleküleziemlich schlecht, dieRaumfüllungbeträgt bei 90 K nur 58,55 %.^[14]Dies ist der Grund dafür, dass derSchmelzpunkttiefer liegt als bei allen anderenAlkanen. Durch Kompression kann Propan verflüssigt werden. Es löst sich nur wenig inWasser:bei 20 °C zu 75 mg·l⁻¹.^[3]

Propan ist für sich gesehen nicht giftig.^[15]Wird jedoch die Atemluft eines Menschen durch Propan (teilweise) ersetzt, so kann es durch die Verdrängung des Sauerstoffes zu einer Sauerstoffunterversorgung bis hin zumErstickenkommen.^[9]Da Propan schwerer als Luft ist, sammelt sich Propan in Vertiefungen wie Höhlen oder Kellern an, wodurch beim Betreten eines solchen Bereiches die Wahrscheinlichkeit für eine Sauerstoffunterversorgung erhöht ist.

Propan ist hochentzündlich und bildet zwischen einem Volumenanteil von 2,12 % bis 9,35 % in Luftexplosionsfähige Gemische.^[9]SeineZündtemperaturliegt bei 470 °C (nach DIN 51794).^[3]DerHeizwertbeträgt 93 MJ·m⁻³^[9]oder 46,35 MJ/kg (12,88 kWh/kg).

Herstellung

Propan ist ein natürlich vorkommendesGas.Es entsteht zusammen mit anderenKohlenwasserstoffenwieErdölundButandurch dieZersetzungundReaktion organischer Stoffeinnerhalb langer Zeiträume. Propan wird ausErdölfeldernfreigesetzt, indem es von anderen Kohlenwasserstoffen getrennt und für denkommerziellenGebrauch raffiniert wird.

Die Propanherstellung geschieht durchTrennungund Sammlung desGasesaus seinen Erdölquellen. Propan wird durch Abtrennung von der Erdgasphase von Erdöl und durchRaffinationvon Rohöl auspetrochemischen Gemischenisoliert.

Beide Prozesse beginnen, wenn unterirdischeÖlfelderdurchBohrenvon Ölquellen erschlossen werden. Das Kohlenwasserstoffgemisch wird aus dem Bohrloch in eineGasfallegeleitet, die den Strom in Rohöl und Gas trennt, das Erdbenzin,FlüssiggaseundErdgasenthält. DasGemischvon Flüssiggasen kann als Gemisch verwendet oder weiter in seine drei Teile Butan,Isobutanund Propan getrennt werden.^[16]

Industriell wird Propan bei der Förderung vonErdgasalsNebenproduktgewonnen und in einerErdölraffineriebeimCrackenvonErdölhergestellt.^[9]

ImLaborkann Propan durch eine Addition vonWasserstoffanPropensynthetisiert werden:

Damit dieAdditionsreaktionablaufen kann, werden z. B.Platin- oderPalladium katalysatorenverwendet.

Verwendung

Energiequelle

Der Verbrauch nimmt in Gebieten ohne Erdgasnetz rasant zu. Propan hat viele ältere traditionelleEnergiequellenersetzt.

Propan wird alsFlüssiggasgespeichert und sehr vielseitig eingesetzt,^[9]z. B. alsAutogas(LPG) zum Betrieb von Verbrennungsmotoren, in der Feuerung vonHeißluftballonen,inGasherden,Gasgrills,Gas-Rechauds,Gasboilern und fürFeuerzeuge,Löt- undSchweißgeräteetc. Meist wird es je nach Jahreszeit mitButangemischt.

Zu denIndustrien,die Propan verwenden, gehörenGlashersteller,Ziegeleien,Geflügelfarmen etc. Inländlichen Gebietenwird es zur Beheizung von Viehbeständen, in Getreidetrocknern und anderen wärmeerzeugenden Geräten verwendet. Wenn es zum Erhitzen oderTrocknenvonGetreideverwendet wird, wird es normalerweise in einem großen, fest installiertenGastankaufbewahrt, der von einem Propan-Lieferwagen nachgefüllt wird.^[17]

Kältemittel

AlsKältemittel^[9]hat es die BezeichnungR-290und wird inKühlgerätenundWärmepumpen^[18]eingesetzt. In Australien wird Propan schon in über 1.000.000Auto-Klimaanlageneingesetzt.^[19]Propan hat ein niedrigesTreibhauspotenzial(ca. ein Fünfzigstel der gleichen MengeKohlenstoffdioxid^[20]), keinOzonabbaupotentialund kann als Ersatz fürR-12,R-22,R-134aund andereFluorchlorkohlenwasserstoffedienen. Alte Anlagen dürfen aber nicht einfach mit Propan gefüllt werden, da esbrennbarist. Für Propananlagen sind eigene Sicherheitsvorschriften zu erfüllen.

Sonstiges

Propan ist möglicher Bestandteil desTreibgasesinSprühdosenalsLebensmittelzusatzstoffE 944^[21]undSoftairwaffen.Großtechnisch wird es zurHerstellungvonEthenundPropenverwendet.^[9]

Lagerung

Propan wird unterDruck verflüssigtinGasflaschenoderTanksaus Metall oder Verbundwerkstoffen gelagert. Der Flascheninnendruck wird ausschließlich durch den Dampfdruck der Verbindung bestimmt und ist nur abhängig von der Umgebungstemperatur. Er ist folglich nicht vom Füllgrad der Druckgasflasche bestimmt und beträgt zum Beispiel 4,7 bar bei 0 °C, 8,4 bar bei 20 °C und 17,1 bar bei 50 °C.^[22]Der Innendruck sinkt (wie bei allen unter Druck gelagerten Flüssiggasen) erst dann, wenn alles flüssige Propan verdampft ist.

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

Reaktionen

Propan verbrennt mit ausreichend vielSauerstoffzuKohlenstoffdioxidundWasser:

\mathrm {C_{3}H_{8}+5\ O_{2}\longrightarrow 3\ CO_{2}+4\ H_{2}O}

Wenn nicht genügend Sauerstoff für eine vollständigeVerbrennungvorhanden ist, tritt eine unvollständige Verbrennung auf. Neben Kohlenstoffdioxid, Wasser undWärmeentsteht dann aber auchKohlenstoffmonoxid.^[23]

\mathrm {2\ C_{3}H_{8}+9\ O_{2}\longrightarrow 4\ CO_{2}+2\ CO+8\ H_{2}O}

Literatur

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

Weblinks

Commons:Propan– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Propan– Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Informationsblatt zu chemisch-physikalischen Eigenschaften der Flüssiggase Propan und Butan.(PDF; 349 KB) Deutscher Verband Flüssiggas e. V., Dezember 2022,abgerufen am 30. Juli 2024.
Technische Daten Flüssiggas.RVV Bachert KG, archiviert vomOriginal(nicht mehr online verfügbar) am4. Juni 2009;abgerufen am 12. Juni 2005.

Einzelnachweise

↑Eintrag zuPROPANEin derCosIng-Datenbankder EU-Kommission, abgerufen am 21. Februar 2020.
↑Eintrag zuE 944: Propanein der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe, abgerufen am 11. August 2020.
↑^a^b^c^d^e^f^g^hⁱ^j^k^lEintrag zuPropanin derGESTIS-StoffdatenbankdesIFA,abgerufen am 1. Februar 2016.(JavaScript erforderlich)
↑March, Jerry, 1929-1997.:March's advanced organic chemistry: reactions, mechanisms, and structure.6th ed. Wiley-Interscience, Hoboken, N.J. 2007,ISBN 0-471-72091-7.
↑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.
↑Eintrag zuPropaneimClassification and Labelling InventoryderEuropäischen Chemikalienagentur(ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw.Inverkehrbringerkönnen die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnungerweitern.
↑Schweizerische Unfallversicherungsanstalt(Suva):Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte(Suche nach74-98-6bzw.Propan), abgerufen am 2. November 2015.
↑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.
↑^a^b^c^d^e^f^g^hⁱ^jEintrag zuPropan.In:Römpp Online.Georg Thieme Verlag, abgerufen am 30. Mai 2014.
↑Dampfdrucktabelle: R 290 (Propan).(PDF; 304 KB) TEGA – Technische Gase und Gasetechnik GmbH, 9. Januar 2020,abgerufen am 24. Juli 2024.
↑Klaus Kurth, Otto-Ernst Fischer, Günter Bodewell:Flüssiggas-Handbuch.3. Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1986,ISBN 978-3-342-00074-7,S.37.
↑Roland Boese, Hans-Christoph Weiss, Dieter Bläser:The Melting Point Alternation in the Short-Chainn-Alkanes: Single-Crystal X-Ray Analyses of Propane at 30 K and ofn-Butane ton-Nonane at 90 K.In:Angewandte Chemie International Edition.38, 1999, S. 988,doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19990401)38:7<988::AID-ANIE988>3.0.CO;2-0.
↑VisualisierungRäumliche Darstellung von Molekülen und Kristallstrukturenbeilog-web.de,abgerufen am 28. Juni 2016.
↑Marcin Podsiadło, Anna Olejniczak, and Andrzej Katrusiak:Why Propane? The Journal of Physical Chemistry C, 2013, 117, 4759–4763.
↑CDC - Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH): Propane - NIOSH Publications and Products.2. November 2018,abgerufen am 27. November 2022(amerikanisches Englisch).
↑Advameg, Inc.:Propane
↑Sloan, Michael:2016 Propane Market Outlook.Propane Education and Research Council;abgerufen im 1. Januar 1
↑Manfred Petz (Hrsg.):Kohlenwasserstoffe als Kältemittel.Expert-Verlag, 1995,ISBN 3-8169-1186-2,S. 59–76.
↑Umweltbundesamt:Natural Refrigerants for mobile Air-Conditioning in Passenger Cars.
↑Chris Smith (United Kingdom), Zebedee R. J. Nicholls (Australia), Kyle Armour (United States of America), William Collins (United Kingdom), Piers Forster (United Kingdom), Malte Meinshausen (Australia/Germany), Matthew D. Palmer (United Kingdom), Masahiro Watanabe (Japan):The Earth’s Energy Budget, Climate Feedbacks and Climate Sensitivity Supplementary Material.In:IPCC.Abgerufen am 14. August 2024.
↑Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 in der konsolidierten Fassung vom 31. Oktober 2022
↑DGUV Publikationen:Umgang mit ortsbeweglichen Flüssiggasflaschen im Brandeinsatz,abgerufen am 6. Juni 2020.
↑Elgas Ltd.:LPG Gas Blog

[CosIng-1] Eintrag zuPROPANEin derCosIng-Datenbankder EU-Kommission, abgerufen am 21. Februar 2020.

[E-Nummer944-2] Eintrag zuE 944: Propanein der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe, abgerufen am 11. August 2020.

[GESTIS-3] ⁱ^j^k^lEintrag zuPropanin derGESTIS-StoffdatenbankdesIFA,abgerufen am 1. Februar 2016.(JavaScript erforderlich)

[4] March, Jerry, 1929-1997.:March's advanced organic chemistry: reactions, mechanisms, and structure.6th ed. Wiley-Interscience, Hoboken, N.J. 2007,ISBN 0-471-72091-7.

[CRC90_6_188-5] 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.

[CLP_100.000.753-6] Eintrag zuPropaneimClassification and Labelling InventoryderEuropäischen Chemikalienagentur(ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw.Inverkehrbringerkönnen die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnungerweitern.

[7] Schweizerische Unfallversicherungsanstalt(Suva):Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte(Suche nach74-98-6bzw.Propan), abgerufen am 2. November 2015.

[CRC90_5_24-8] 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.

[roempp-9] ⁱ^jEintrag zuPropan.In:Römpp Online.Georg Thieme Verlag, abgerufen am 30. Mai 2014.

[10] Dampfdrucktabelle: R 290 (Propan).(PDF; 304 KB) TEGA – Technische Gase und Gasetechnik GmbH, 9. Januar 2020,abgerufen am 24. Juli 2024.

[11] Klaus Kurth, Otto-Ernst Fischer, Günter Bodewell:Flüssiggas-Handbuch.3. Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1986,ISBN 978-3-342-00074-7,S.37.

[12] Roland Boese, Hans-Christoph Weiss, Dieter Bläser:The Melting Point Alternation in the Short-Chainn-Alkanes: Single-Crystal X-Ray Analyses of Propane at 30 K and ofn-Butane ton-Nonane at 90 K.In:Angewandte Chemie International Edition.38, 1999, S. 988,doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19990401)38:7<988::AID-ANIE988>3.0.CO;2-0.

[13] VisualisierungRäumliche Darstellung von Molekülen und Kristallstrukturenbeilog-web.de,abgerufen am 28. Juni 2016.

[14] Marcin Podsiadło, Anna Olejniczak, and Andrzej Katrusiak:Why Propane? The Journal of Physical Chemistry C, 2013, 117, 4759–4763.

[15] CDC - Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH): Propane - NIOSH Publications and Products.2. November 2018,abgerufen am 27. November 2022(amerikanisches Englisch).

[16] Advameg, Inc.:Propane

[17] Sloan, Michael:2016 Propane Market Outlook.Propane Education and Research Council;abgerufen im 1. Januar 1

[18] Manfred Petz (Hrsg.):Kohlenwasserstoffe als Kältemittel.Expert-Verlag, 1995,ISBN 3-8169-1186-2,S. 59–76.

[19] Umweltbundesamt:Natural Refrigerants for mobile Air-Conditioning in Passenger Cars.

[20] Chris Smith (United Kingdom), Zebedee R. J. Nicholls (Australia), Kyle Armour (United States of America), William Collins (United Kingdom), Piers Forster (United Kingdom), Malte Meinshausen (Australia/Germany), Matthew D. Palmer (United Kingdom), Masahiro Watanabe (Japan):The Earth’s Energy Budget, Climate Feedbacks and Climate Sensitivity Supplementary Material.In:IPCC.Abgerufen am 14. August 2024.

[21] Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 in der konsolidierten Fassung vom 31. Oktober 2022

[dguv.de-22] DGUV Publikationen:Umgang mit ortsbeweglichen Flüssiggasflaschen im Brandeinsatz,abgerufen am 6. Juni 2020.

[23] Elgas Ltd.:LPG Gas Blog

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