Meera Senthilingam
Questa settimana, le gioie della semplicità con Brian Clegg.
Brian Clegg
Quando si parla di composti organici semplici, l’etano è superato tra gli alcani solo dal metano. L’etano è composto da una coppia di atomi di carbonio legati da un unico legame con tre atomi di idrogeno attaccati a ciascun carbonio. Potrebbe sembrare che tale semplicità significhi che l’etano è stato facilmente identificato una volta che gli scienziati hanno iniziato a capire le basi della chimica organica. Ma molti dei primi sperimentatori che producevano etano – in particolare Michael Faraday, che nel 1834 elettrolizzò una soluzione di acetato di potassio – non furono in grado di distinguere il gas dal metano. Fu solo nel 1864 che il chimico tedesco Carl Schorlemmer, un prolifico ricercatore di idrocarburi come questi, riuscì a stabilire che gli esperimenti avevano effettivamente fornito etano.
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Raffineria Grangemouth
Come il metano, l’etano è un gas inodore, incolore e altamente infiammabile – infatti tutte le fonti di gas naturale contengono dell’etano, anche se molto meno del metano, in genere il 5% o meno. Una volta questo veniva semplicemente fornito all’utente per bruciare insieme al metano, poiché l’etano brucia in modo pulito anche quando è completamente bruciato in anidride carbonica e vapore acqueo. Ma con l’aumento della domanda industriale di etano, esso viene ora tipicamente estratto prima che il gas naturale venga fornito agli utenti.
Alcuni etani provengono dal gas di petrolio, un sottoprodotto delle raffinerie di petrolio. Una fonte crescente, con il declino delle forniture tradizionali di gas naturale, è il gas di scisto, prodotto dal controverso processo di fracking. Nel 2014, la società petrolchimica Ineos ha annunciato che avrebbe costruito un enorme impianto di stoccaggio di etano a Grangemouth, in Scozia, per contenere il composto prodotto dal gas di scisto importato prima di processarlo. Strutture come questa richiederanno migliori infrastrutture per il trasporto dell’etano. Nel 2014, inoltre, un notevole 87% dell’etano prodotto dal giacimento statunitense di scisto Marcellus non ha potuto essere utilizzato a causa dei limiti di trasporto. Questo etano è attualmente lasciato nella pipeline, ma causerà un problema se la capacità di rimuoverlo dal sito non sarà migliorata.
L’etano suscita eccitazione tra gli astronomi perché è stato rilevato oltre la Terra
La ragione per cui l’etano è popolare non è tanto per le sue virtù, ma piuttosto perché fa una transizione facile e pulita verso l’etene, probabilmente meglio conosciuto con il suo vecchio nome di etilene, di cui si produce più nell’industria che qualsiasi altra sostanza organica. Almeno la metà di questo finirà poi per essere polimerizzato per produrre polietilene, o politene, la plastica più usata.
Il processo di conversione dell’etano in etene ha il nome poco entusiasmante di ‘steam cracking’ che suona molto meno impressionante di quanto non sia. Anche il nome è impreciso, poiché il cracking suggerisce la scissione di una grande molecola in molecole più piccole, cosa che non avviene in questo caso. L’etano viene mescolato con il vapore e riscaldato a più di 800°C. Questo avviene in millisecondi, con la miscela che scorre costantemente attraverso l’impianto di cracking così velocemente che viaggia più veloce della velocità del suono. L’etene risultante, che è l’equivalente insaturo dell’etano con il singolo legame tra gli atomi di carbonio sostituito da un doppio legame, viene poi rapidamente raffreddato per evitare ulteriori reazioni.
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Titan è la più grande luna di Saturno
Come un certo numero di composti organici, l’etano suscita l’entusiasmo degli astronomi perché è stato rilevato oltre la Terra, in questo caso soprattutto nell’atmosfera di Titano. La più grande delle lune di Saturno è l’unico satellite del sistema solare che ha un’atmosfera spessa e su cui sono noti liquidi in superficie, tra cui almeno un lago di idrocarburi liquidi. L’etano nell’atmosfera di Titano, che potrebbe poi aver prodotto una pioggia di etano sulla superficie per contribuire al lago, è prodotto dal metano tramite una reazione fotochimica, quando fotoni energetici colpiscono la molecola del metano e producono radicali metilici che possono combinarsi in coppia per produrre etano.
L’etano può essere semplice, un composto di poche complessità, eppure la sua utilità per noi è indiscutibile. L’etano ci verrà in aiuto nella produzione di materie plastiche per molti anni a venire – che il portapacchi di plastica usa e getta sia o meno la vostra borsa.
Meera Senthilingam
Lo scrittore di scienze Brian Clegg, con l’utile, ma semplice, chimica dell’etano. La prossima settimana, un po’ di psicoattività.
Hayley Simon
Negli anni ’80 una nuova droga psicoattiva irruppe sul mercato. Conosciuta come ecstasy, o E, questa piccola pillola fu un successo immediato sulla scena dei club.
Meera Senthilingam
Scopri perché fu un tale successo con Hayley Simon nella prossima puntata di Chemistry in its Element. Fino ad allora, grazie per avermi ascoltato, sono Meera Senthilingam.