Etan

Meera Senthilingam

Tento týden o radostech jednoduchosti s Brianem Cleggem.

Brian Clegg

Pokud jde o jednoduché organické sloučeniny, etan je mezi alkany trumfován pouze metanem. Etan je tvořen dvojicí atomů uhlíku spojených jedinou vazbou, přičemž ke každému uhlíku jsou připojeny tři atomy vodíku. Mohlo by se zdát, že taková jednoduchost bude znamenat snadnou identifikaci ethanu, jakmile vědci začnou chápat základy organické chemie. Několik prvních experimentátorů, kteří vyráběli ethan – zejména Michael Faraday, který v roce 1834 elektrolyzoval roztok octanu draselného – však nedokázalo tento plyn odlišit od methanu. Teprve v roce 1864 se německému chemikovi Carlu Schorlemmerovi, plodnému badateli podobných uhlovodíků, podařilo zjistit, že pokusy skutečně poskytly ethan.

Stejně jako metan je i etan plyn bez zápachu a barvy, který je vysoce hořlavý – ve skutečnosti všechny zdroje zemního plynu obsahují určité množství etanu, i když mnohem méně než metan, obvykle pět procent nebo méně. Ten se dříve jednoduše dodával uživateli ke spálení spolu s metanem, protože etan při úplném spálení na oxid uhličitý a vodní páru také čistě hoří. S rostoucí průmyslovou poptávkou po etanu se však nyní obvykle těží dříve, než je zemní plyn dodáván uživatelům.

Některý etan pochází z ropného plynu, vedlejšího produktu ropných rafinerií. Stále častějším zdrojem, protože tradiční zásoby zemního plynu klesají, je břidlicový plyn, získávaný kontroverzním procesem frakování. V roce 2014 petrochemická společnost Ineos oznámila, že ve skotském Grangemouthu vybuduje obrovské skladovací zařízení na etan, které bude sloužit k uskladnění této sloučeniny vyrobené z dováženého břidlicového plynu před jeho zpracováním. Taková zařízení budou vyžadovat lepší infrastrukturu pro přepravu ethanu. Také v roce 2014 se pozoruhodných 87 % ethanu vytěženého z amerického břidlicového pole Marcellus nemohlo využít kvůli omezením v dopravě. Tento etan je v současné době ponecháván v potrubí, ale pokud se nezlepší možnost jeho odvozu z lokality, bude způsobovat problémy.

Etan vzbuzuje nadšení astronomů, protože byl zjištěn mimo Zemi

Důvodem obliby etanu nejsou ani tak jeho vlastní přednosti, ale spíše snadný a čistý přechod na ethen, pravděpodobně známější pod starým názvem etylen, kterého se v průmyslu vyrábí více než jakékoli jiné organické látky. Nejméně polovina z něj pak skončí polymerizací při výrobě polyethylenu neboli polyethylenu, nejpoužívanějšího plastu.

Proces přeměny ethanu na ethen má nezajímavý název „parní krakování“, který zní mnohem méně působivě, než ve skutečnosti je. Název je také nepřesný, protože krakování naznačuje štěpení velké molekuly na menší, což se v tomto případě neděje. Ethan se smíchá s párou a bleskově zahřeje na teplotu přes 800 °C. To probíhá v milisekundách, přičemž směs neustále proudí krakovacím zařízením tak rychle, že se pohybuje rychleji než rychlost zvuku. Vzniklý ethen, což je nenasycený ekvivalent ethanu s jednoduchou vazbou mezi atomy uhlíku nahrazenou vazbou dvojnou, se poté rychle ochladí, aby se zabránilo další reakci.

Stejně jako řada jiných organických sloučenin vzbuzuje ethan mezi astronomy vzrušení, protože byl objeven mimo Zemi, v tomto případě zejména v atmosféře Titanu. Největší ze Saturnových měsíců je jediným satelitem ve sluneční soustavě, který má hustou atmosféru a na jehož povrchu jsou známy kapaliny, včetně nejméně jednoho jezera kapalných uhlovodíků. Etan v atmosféře Titanu, z něhož pak mohl na povrchu vzniknout etanový déšť, který přispěl ke vzniku jezera, vzniká z metanu fotochemickou reakcí, kdy energetické fotony narážejí do molekuly metanu a vytvářejí metylové radikály, které se mohou spojovat v párech a vytvářet etan.

Etan je sice jednoduchá, málo složitá sloučenina, a přesto je jeho užitečnost pro nás nezpochybnitelná. Etan nám bude ještě mnoho let přicházet na pomoc při výrobě plastů – ať už je, nebo není jednorázový plastový nosič vaší taškou.

Meera Senthilingam

Vědecký spisovatel Brian Clegg tam s užitečnou, a přitom jednoduchou chemií etanu. Příští týden trochu psychoaktivity.

Hayley Simon

V 80. letech minulého století vtrhla na trh nová psychoaktivní droga. Tato malá pilulka, známá jako extáze neboli E, se okamžitě stala hitem klubové scény.

Meera Senthilingam

Proč byla takovým hitem, se dozvíte s Hayley Simonovou v příštím týdnu v pořadu Chemie ve svém živlu. Do té doby vám děkuji za pozornost, jsem Meera Senthilingam.