Ethan

Ethan

Summenformel C2H6
CAS-Nummer 74-84-0
EG-Nummer 200-814-8
Kurzbeschreibung farbloses Gas
Eigenschaften
Molmasse 30,07 g/mol
Molekuelmasse 76,1]
Aggregatzustand gasfoermig
Dichte 0,548 g/cm³
Schmelzpunkt -182,76 °C
Siedepunkt -88,6 °C
Dampfdruck 39`000 hPa (21°C)
Loeslichkeit loeslich in Wasser

Ethan (frueher auch aethan genannt) ist eine chemische Verbindung, die den Alkanen zugehoert (gesaettigte Kohlenwasserstoffe). Es ist ein farb- und geruchloses Gas, das vor allem zu Heiz- und Verbrennungszwecken genutzt wird. Davon abgeleitet ist der Etyl-Rest (C2H5). Ethan ist neben Methan Bestandteil des Erdgases.

Konformation

Ethan weist zwei Konformationen auf, sie unterscheiden sich in ihrer Energie, die in diesem Fall als Torsionsenergie bezeichnet wird, um etwa 12,6 Kilojoule pro Mol. Waehrend die ekliptische Konformation diese maximiert und daher instabil ist, wird sie von der gestaffelten Konformation minimiert, diese ist folglich energetisch bevorzugt. Alle anderen Konformationen liegen bezueglich ihrer Energie zwischen diesen beiden Extremen.

Die Torsionsenergie des Ethanmolekuels ist bei Raumtemperatur klein gegenueber der thermischen Energie, so dass es sich dann in konstanter Rotation um die C-C-Achse befindet. Allerdings "rastet" es in regelmaeßigen Abstaenden in der gestaffelten Konformation "ein", so dass sich zu jedem Zeitpunkt etwa 99 Prozent aller Molekuele nahe dem Energieminimum befinden. Der uebergang zwischen zwei benachbarten gestaffelten Konformationen dauert aber nur durchschnittlich 10-11Sekunden. (siehe auch Konformation von Ethan).

Eigenschaften

Ethan ist ein farbloses und geruchsloses Gas, es schmilzt bei -182.76 °C und siedet bei -88,6 °C. In Wasser sind bei 20 °C 47 g/l Ethan loeslich, es ist nur mittelmaeßig in Wasser loeslich. Zum Schmelzen werden 0,583 kJ/mol benoetigt, zum Sieden 10 kJ/mol..

Struktur

Bindungsabstand: C-C - Bindung 154pm, C-H - Bindung 109pm; Bindungswinkel: C-H - Bindung 109,5°, H-C-H - Bindung 109,5°

Vorkommen und Darstellung

Planet Ethananteil
Jupiter 5,8 ± 1,5 ppm
Saturn 7 ± 1,5 ppm
Neptun ~1,5 ppm

Im Erdgas sowie Sumpfgas finden sich nicht unerhebliche Mengen von Ethan, in der Atmosphaere finden sich allerdings nur sehr geringe Spuren.

Auf dem Jupiter, Saturn und Neptun finden sich Spuren von Ethan, auf den restlichen Planeten nicht. Auch auf manchen Kometen findet sich Ethan, so waren im Koma des Kometen Hale-Bopp geringere Mengen Ethan zu finden. Die Ethanvorkommen im Weltall sind gering und kleiner als die des Methans. Auch auf einigen Monden findet sich Ethan: Auf dem Titan finden sich Spuren von Ethan, auf dem Pluto findet sich Ethaneis.

Es kann im Labormaßstab durch Kolbe-Elektrolyse von Essigsaeure beziehungsweise Kaliumacetat hergestellt werden.

Gefahren

Ethan fuehrt beim Einatmen zu erhoehten Atem- und Herzfrequenzen. Des Weiteren fuehrt es beim Einatmen in groeßeren Mengen zu Taubheit in den Gliedern, zu Schlaflosigkeit, mentaler Verwirrung, Koordinations- und Gedaechtnisverlust sowie Hyperventilation. Bei Aufnahme fuehrt es zu uebelkeit und Erbrechen. Weil Ethan meist bei tiefen Temperaturen fluessig gelagert wird, kann es bei austretendem Ethan zu Erfrierungen kommen. Ethan ist hochentzuendlich.

Zwischen einem Luftvolumenanteil von 2,7 bis 15,5 Prozent bildet es explosive Gemische, wobei das zuendwilligste Gemisch einen Anteil von 6,5 Vol. % Ethan enthaelt. Der Flammpunkt liegt bei -135 °C, die Zuendtemperatur bei 515 °C.

Verwendung

Ethan wird mit dem Erdgas zu Heizzwecken in Feuerungsanlagen verbrannt, es hat einen Heizwert von 64 MJ/m³ (47 MJ/kg). Es dient auch als Ausgangsstoff fuer die Synthese von Ethen, Essigsaeure und anderen chemischen Verbindungen.