ما هو غاز البروبان؟ صيغته وحالته والفرق عن LPG

الخلاصة السريعة

البروبان C₃H₈، وكتلته المولية 44.0956 غ/مول؛ الطور لا يغير الصيغة. ^[1]

• جزيئه يضم ثلاث ذرات كربون وثماني هيدروجين، ومجموعها إحدى عشرة ذرة. ^[1]
• الغليان العادي قرب 231.1 K، أي −42.05 °C؛ الرقم مقيد بشرط الضغط. ^[1]
• يمكن أن يوجد البروبان سائلًا تحت الضغط؛ وصفه الشائع بالغاز لا يلغي الطور السائل. ^[3]
• يشمل تعريف LPG أساسًا البروبان والبيوتانات، وتباع مكوناته منفردة أو في مخاليط؛ ليست له نسبة خلط واحدة في كل المنتجات. ^[2]
• في مثال من 60 مول بروبان و 40 مول بيوتان، يوجد 340 مول ذرات كربون و 880 مول ذرات هيدروجين؛ هذه نسب مختارة للحساب وليست مواصفة سوقية.
• درجة HD5 الأمريكية المخصصة للسيارات تشترط على الأقل 90% بروبان؛ هذا ليس تعريفًا عامًا لكل منتج LPG. ^[3]

صيغة البروبان وعدد ذراته

تورد NIST الصيغة C₃H₈ والكتلة المولية 44.0956 غ/مول. ويمكن إظهار اتصال الذرات في الصيغة المختصرة CH₃—CH₂—CH₃. ^[1]

نقرأ العددين السفليين مباشرة: 3 + 8 = 11 ذرة في الجزيء. ثلاثة جزيئات تضم 3 × 3 = 9 ذرات كربون و 3 × 8 = 24 ذرة هيدروجين، أي 33 ذرة إجمالًا.

هذه قراءة لتركيب المادة، وليست وصفًا لعدد الجزيئات في أي وعاء. لكي نحسب كمية فعلية، نحتاج إلى مقدار العينة بوحدة مناسبة.

لمولين من البروبان النقي: 2 × 44.0956 = 88.1912 g.

لماذا نسميه غازًا مع أنه قد يكون سائلًا؟

غليانه العادي قرب 231.1 K، ويمكن أن يكون سائلًا تحت الضغط؛ الطور لا يغير هوية الجزيء. ^[1][3]

التحويل: 231.1 − 273.15 = −42.05 °C؛ السالب هنا موضع دون صفر المقياس المئوي.

إذا أعطاك سؤال قيمتين بالكلفن والمئوي، فوحّد المقياس قبل المقارنة. أما استنتاج الطور فيحتاج أيضًا إلى ضغط الحالة المدروسة؛ عدد درجة الحرارة وحده ليس بطاقة كاملة.

لا نستنتج من الصيغة C₃H₈ ضغطًا أو زمنًا لعملية تغير الطور. الصيغة تخبرنا تركيب الجزيء، وبيانات الطور تجيب عن سؤال آخر.

هل البروبان هو غاز البترول المسال نفسه؟

LPG مجموعة تشمل أساسًا البروبان والبيوتان العادي والأيزوبيوتان، ويمكن تسويقها منفردة أو مخلوطة. لذلك لا يعني الاسم وجود خليط ثابت من مادتين بنسبة واحدة. ^[2]

وقد تميز المواصفات التجارية درجات بعينها؛ فدرجة HD5 المستخدمة للسيارات في الولايات المتحدة تتضمن على الأقل 90% بروبان. لا نحول هذا الشرط إلى تعريف لكل منتج LPG في كل بلد. ^[3]

لفهم بطاقة منتج، افصل سؤالين: ما المركبات المذكورة؟ وما نسبها في الدرجة المعنية؟ كلمة LPG تجيب عن عائلة المادة، بينما النسب تحتاج إلى بطاقة محددة.

هذا الفصل يمنع أن نقول إن كل ما يحمل الاسم جزيئه C₃H₈، أو أن كل منتج لا بد أن يضم البيوتان بالنسبة نفسها.

مثال خليط مختار: ما الذي نعدّه؟

نفترض 100 مول من الجزيئات: 60 مول بروبان C₃H₈ و 40 مول بيوتان C₄H₁₀. المجموع 60 + 40 = 100 mol، والكسران الموليان 0.6 و 0.4.^[1][4]

مولات ذرات الكربون: 60 × 3 + 40 × 4 = 340 mol. ومولات ذرات الهيدروجين: 60 × 8 + 40 × 10 = 880 mol. الرقم 100 يعد الجزيئات بالمول؛ أما 340 و 880 فيعدان ذرات كل عنصر بالمول.

لو كانت 100 مول بروبان نقيًا، لأعطت 300 مول ذرات كربون و 800 مول ذرات هيدروجين. الخليط المختار زاد العددين بمقداري 40 و 80 مول ذرات، مع بقاء مجموع مولات الجزيئات 100.

إذن ثبات كمية الجزيئات لا يثبت تركيبها. معرفة نسب المكونات هي التي تسمح باستعمال الصيغتين في العد، دون افتراض نسبة عامة لجميع المنتجات.