Quelltext der Seite Propan

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel       = [[Datei:Propane Structural Formula B V1.svg|150px|Strukturformel von Propan]]<br /><br />[[Datei:Propane Structural Formula A V1.svg|150px|Strukturformel von Propan]]
| Strukturhinweis      = Strukturformel mit allen gezeichneten Atomen (oben) –<br> vereinfachte [[Skelettformel]] (unten)
| Suchfunktion         = C3H8
| Andere Namen         = * [[Kältemittel|R-290]]
* {{INCI|Name=PROPANE |ID=37260 |Abruf=2020-02-21}}
* {{E-Nummer|944|Abruf=2020-08-11}}
| Summenformel         = C<sub>3</sub>H<sub>8</sub>
| CAS                  = {{CASRN|74-98-6}}
| EG-Nummer            = 200-827-9
| ECHA-ID              = 100.000.753
| PubChem              = 6334
| ChemSpider           = 6094
| Beschreibung         = farb- und geruchloses Gas<ref name="GESTIS" />
| Molare Masse         = 44,10 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat             = gasförmig
| Dichte               = * 2,01 g·l<sup>−1</sup> (gasförmig, 0 °C, 1013 hPa)<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Propan|ZVG=10020|CAS=74-98-6|Abruf=2016-02-01}}</ref>
* 0,5812 g·cm<sup>−3</sup> (flüssig, am Siedepunkt)<ref name="GESTIS" />
| Schmelzpunkt         = −187,7 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt           = −42,1 °C<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck           = 0,836 M[[Pascal (Einheit)|Pa]] (20 °C)<ref name="GESTIS" />
| pKs                  = 51<ref>{{Literatur |Autor=March, Jerry, 1929-1997. |Titel=March's advanced organic chemistry : reactions, mechanisms, and structure. |Auflage=6th ed. |Verlag=Wiley-Interscience |Ort=Hoboken, N.J. |Datum=2007 |ISBN=0-471-72091-7}}</ref>
| Löslichkeit          = praktisch unlöslich in Wasser (75 mg·l<sup>−1</sup> bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />
| Dipolmoment          = 0,084 [[Debye|D]]<ref name="CRC90_6_188">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Permittivity (Dielectric Constant) of Gases|Kapitel=6|Startseite=188}}</ref> (2,8&nbsp;·&nbsp;10<sup>−31</sup>&nbsp;[[Coulomb|C]]&nbsp;·&nbsp;[[Meter|m]])
| CLH                  = {{CLH-ECHA|ID=100.000.753|Name=Propane|Abruf=2016-02-01}}
| Quelle GHS-Kz        = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme      = {{GHS-Piktogramme|02|04}}
| GHS-Signalwort       = Gefahr
| H                    = {{H-Sätze|220|280}}
| EUH                  = {{EUH-Sätze|-}}
| P                    = {{P-Sätze|210|377|381|403}}
| Quelle P             = <ref name="GESTIS" />
| MAK                  = [[Deutsche Forschungsgemeinschaft|DFG]]/Schweiz: 1000 ml·m<sup>−3</sup> bzw. 1800&nbsp;mg·m<sup>−3</sup><ref name="GESTIS" /><ref>{{SUVA-MAK |Name=Propan |CAS-Nummer=74-98-6 |Abruf=2015-11-02}}</ref>
| Standardbildungsenthalpie = −103,8 kJ/mol<ref name="CRC90_5_24">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=24}}</ref>
}}

'''Propan''' ist ein farbloses, brennbares [[Gas]] und gehört zu den [[Kohlenwasserstoffe]]n. Es steht in der [[Homologe Reihe|homologen Reihe]] der [[Alkane]] an dritter Stelle.

== Eigenschaften ==
Propan ist ein farbloses [[Gas]], hat einen [[Schmelzpunkt]] von −187,7&nbsp;°C und einen [[Siedepunkt]] von −42,1&nbsp;°C. Die [[Kritischer Punkt (Thermodynamik)|kritische Temperatur]] liegt bei 96,8&nbsp;°C<ref name="roempp">{{RömppOnline|ID=RD-16-04306|Name=Propan|Abruf=2014-05-30}}</ref>, der [[Kritischer Punkt (Thermodynamik)|kritische Druck]] bei 4,2&nbsp;M[[Pascal (Einheit)|Pa]]<ref name="roempp" /> und die kritische Dichte bei 0,22&nbsp;g/cm<sup>3</sup><ref name="roempp" />.

Der [[Dampfdruck]] bzw. [[Sättigungsdampfdruck]] von Propan in Abhängigkeit der [[Temperatur]] <math>\vartheta</math><ref>{{Internetquelle | url=https://www.tega.de/fileadmin/Downloads_und_Bilder/kaeltemittel/Natuerliche_Kaeltemittel/Dampfdrucktabellen_DE/R_290_pT_DE.pdf | titel=Dampfdrucktabelle: R 290 (Propan) | hrsg=TEGA – Technische Gase und Gasetechnik GmbH | datum=2020-01-09 | format=PDF; 304 KB | abruf=2024-07-24}}</ref> lässt sich mit hinreichender Genauigkeit (<math>|\Delta p/p|</math> < 4 % im Bereich −50&nbsp;°C bis 96&nbsp;°C) nach folgender Gleichung<ref>{{Literatur | Autor= Klaus Kurth, Otto-Ernst Fischer, Günter Bodewell | Titel=Flüssiggas-Handbuch | Auflage=3 | Verlag= Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie | Ort=Leipzig | Datum=1986 | ISBN=978-3-342-00074-7 | Seiten=37}}</ref> berechnen:

:<math> 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)</math>.

Propan [[kristallisiert]] in der {{Raumgruppe|P21/n|lang}}.<ref>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.&nbsp;988, {{DOI|10.1002/(SICI)1521-3773(19990401)38:7<988::AID-ANIE988>3.0.CO;2-0}}.</ref><ref>Visualisierung ''Räumliche Darstellung von Molekülen und Kristallstrukturen'' bei [https://log-web.de/chemie/Start.htm?name=propaneCryst log-web.de], abgerufen am 28. Juni 2016.</ref> Dabei ist die Packung der [[Molekül]]e ziemlich schlecht, die [[Raumfüllung]] beträgt bei 90&nbsp;K nur 58,55 %.<ref>{{Literatur |Autor=Marcin Podsiadło, Anna Olejniczak, and Andrzej Katrusiak |Titel=Why Propane? The Journal of Physical Chemistry C, 2013, 117, 4759–4763 |Datum=}}</ref> Dies ist der Grund dafür, dass der [[Schmelzpunkt]] tiefer liegt als bei allen anderen [[Alkane]]n.
Durch Kompression kann Propan verflüssigt werden. Es löst sich nur wenig in [[Wasser]]: bei 20&nbsp;°C zu 75&nbsp;mg·l<sup>−1</sup>.<ref name="GESTIS" />

Propan ist für sich gesehen nicht giftig.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.cdc.gov/niosh/idlh/74986.html |titel=CDC - Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH): Propane - NIOSH Publications and Products |datum=2018-11-02 |sprache=en-us |abruf=2022-11-27}}</ref> Wird jedoch die Atemluft eines Menschen durch Propan (teilweise) ersetzt, so kann es durch die Verdrängung des Sauerstoffes zu einer Sauerstoffunterversorgung bis hin zum [[Erstickung|Ersticken]] kommen.<ref name="roempp" /> 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 Luft [[Explosionsgrenze|explosionsfähige Gemische]].<ref name="roempp" /> Seine [[Zündtemperatur]] liegt bei 470&nbsp;°C (nach DIN 51794).<ref name="GESTIS" /> Der [[Heizwert]] beträgt 93&nbsp;M[[Joule|J]]·m<sup>−3</sup><ref name="roempp" /> oder 46,35&nbsp;MJ/kg (12,88&nbsp;kWh/kg).

== Herstellung ==
Propan ist ein natürlich vorkommendes [[Gas]]. Es entsteht zusammen mit anderen [[Kohlenwasserstoffe]]n wie [[Erdöl]] und [[Butan]] durch die [[Zersetzung (Chemie)|Zersetzung]] und [[Chemische Reaktion|Reaktion]] [[Organische Chemie|organischer]] [[Chemischer Stoff|Stoffe]] innerhalb langer Zeiträume. Propan wird aus [[Erdölfeld]]ern freigesetzt, indem es von anderen Kohlenwasserstoffen getrennt und für den [[Kommerziell|kommerziellen]] Gebrauch raffiniert wird.

Die Propanherstellung geschieht durch [[Trennen (Verfahrenstechnik)|Trennung]] und Sammlung des [[Gas]]es aus seinen Erdölquellen. Propan wird durch Abtrennung von der Erdgasphase von Erdöl und durch [[Raffination]] von Rohöl aus [[Petrochemie|petrochemischen]] [[Gemisch]]en isoliert.

Beide Prozesse beginnen, wenn unterirdische [[Ölfeld]]er durch [[Bohren]] von Ölquellen erschlossen werden. Das Kohlenwasserstoffgemisch wird aus dem Bohrloch in eine [[Gasfalle]] geleitet, die den Strom in Rohöl und Gas trennt, das Erdbenzin, [[Flüssiggas]]e und [[Erdgas]] enthält. Das [[Gemisch]] von Flüssiggasen kann als Gemisch verwendet oder weiter in seine drei Teile Butan, [[Isobutan]] und Propan getrennt werden.<ref>Advameg, Inc.: [http://www.madehow.com/Volume-3/Propane.html Propane]</ref>

Industriell wird Propan bei der Förderung von [[Erdgas]] als [[Nebenprodukt]] gewonnen und in einer [[Erdölraffinerie]] beim [[Cracken]] von [[Erdöl]] hergestellt.<ref name="roempp" />

Im [[Labor]] kann Propan durch eine Addition von [[Wasserstoff]] an [[Propen]] synthetisiert werden:

[[Datei:Propan-Synthese V1.svg|rahmenlos|hochkant=1.8|zentriert|Synthese von Propen]]

Damit die [[Additionsreaktion]] ablaufen kann, werden z. B. [[Platin]]- oder [[Palladium]][[katalysator]]en verwendet.

== Verwendung ==
=== Energiequelle ===
[[Datei:Propane tank 20lb.jpg|mini|hochkant|links|[[Gasflasche|Propangasflasche]] US-amerikanischer Bauart (tiefgezogenes Stahlblech, äquatorial verschweißt) für etwa 10 kg netto]]
[[Datei:Propane tank truck.JPG|mini|Transport von Propantanks für Einzelhäuser]]

Der Verbrauch nimmt in Gebieten ohne Erdgasnetz rasant zu. Propan hat viele ältere traditionelle [[Energiequelle]]n ersetzt.

Propan wird als [[Flüssiggas]] gespeichert und sehr vielseitig eingesetzt,<ref name="roempp" /> z.&nbsp;B. als [[Autogas]] (LPG) zum Betrieb von Verbrennungsmotoren, in der Feuerung von [[Heißluftballon]]en, in [[Gasherd]]en, [[Gasgrill]]s, [[Rechaud|Gas-Rechauds]], Gasboilern und für [[Feuerzeug]]e, [[Löten|Löt]]- und [[Schweißen|Schweißgeräte]] etc. Meist wird es je nach Jahreszeit mit [[Butan]] gemischt.

Zu den [[Industrie]]n, die Propan verwenden, gehören [[Glasherstellung|Glashersteller]], [[Ziegelei]]en, Geflügelfarmen etc. In [[Ländlicher Raum|ländlichen Gebieten]] wird es zur Beheizung von Viehbeständen, in Getreidetrocknern und anderen wärmeerzeugenden Geräten verwendet. Wenn es zum Erhitzen oder [[Trocknung|Trocknen]] von [[Getreide]] verwendet wird, wird es normalerweise in einem großen, fest installierten [[Gastank]] aufbewahrt, der von einem Propan-Lieferwagen nachgefüllt wird.<ref>{{cite web |url=https://www.afdc.energy.gov/uploads/publication/2016_propane_market_outlook.pdf |title=2016 Propane Market Outlook |date= |publisher=Propane Education and Research Council |author=Sloan, Michael |website= }}</ref>

=== Kältemittel ===
Als [[Kältemittel]]<ref name="roempp" /> hat es die Bezeichnung ''R-290'' und wird in [[Kühlschrank|Kühlgeräten]] und [[Wärmepumpe]]n<ref>Manfred Petz (Hrsg.): ''Kohlenwasserstoffe als Kältemittel.'' Expert-Verlag, 1995, ISBN 3-8169-1186-2, S.&nbsp;59–76.</ref> eingesetzt. In Australien wird Propan schon in über 1.000.000 [[Automobil|Auto]]-[[Klimaanlage]]n eingesetzt.<ref>Umweltbundesamt: [http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/natural-refrigerants-for-mobile-air-conditioning-in Natural Refrigerants for mobile Air-Conditioning in Passenger Cars.]</ref> Propan hat ein niedriges [[Treibhauspotenzial]] (ca. ein Fünfzigstel der gleichen Menge [[Kohlenstoffdioxid]]<ref>{{Internetquelle |autor=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) |url=https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Chapter07_SM.pdf |titel=The Earth’s Energy Budget, Climate Feedbacks and Climate Sensitivity Supplementary Material |werk=IPCC |abruf=2024-08-14}}</ref>), kein [[Ozonabbaupotential]] und kann als Ersatz für [[Dichlordifluormethan|R-12]], [[Chlordifluormethan|R-22]], [[1,1,1,2-Tetrafluorethan|R-134a]] und andere [[Fluorchlorkohlenwasserstoffe]] dienen. Alte Anlagen dürfen aber nicht einfach mit Propan gefüllt werden, da es [[Brennbarkeit|brennbar]] ist. Für Propananlagen sind eigene Sicherheitsvorschriften zu erfüllen.

=== Sonstiges ===
Propan ist möglicher Bestandteil des [[Treibgas]]es in [[Sprühdose]]n als [[Lebensmittelzusatzstoff]] E&nbsp;944<ref>{{EU-Verordnung|2008|1333|konsolidiert=2022-10-31}}</ref> und [[Softairwaffe]]n. Großtechnisch wird es zur [[Herstellung]] von [[Ethen]] und [[Propen]] verwendet.<ref name="roempp" />

== Lagerung ==
[[Datei:Propan Rheingas Hochtanks Außengelände Brühl.jpg|mini|[[Gasbehälter]] zur Speicherung von Propan]]
Propan wird unter [[Druck (Physik)|Druck]] [[Verflüssigtes Gas|verflüssigt]] in [[Gasflasche]]n oder [[Tank (Behälter)|Tanks]] aus 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&nbsp;bar bei 0&nbsp;°C, 8,4&nbsp;bar bei 20&nbsp;°C und 17,1&nbsp;bar bei 50&nbsp;°C.<ref name="dguv.de">DGUV Publikationen: [https://publikationen.dguv.de/regelwerk/regelwerk-nach-fachbereich/feuerwehren-hilfeleistungen-brandschutz/feuerwehren-und-hilfeleistungsorganisationen/3464/umgang-mit-ortsbeweglichen-fluessiggasflaschen-im-brandeinsatz Umgang mit ortsbeweglichen Flüssiggasflaschen im Brandeinsatz], abgerufen am 6. Juni 2020.</ref> Der Innendruck sinkt (wie bei allen unter Druck gelagerten Flüssiggasen) erst dann, wenn alles flüssige Propan verdampft ist.

Weiterhin wird es auch in unterirdischen [[Untergrundspeicher|Kavernen]] gelagert. Das Einlagern geschieht vorzugsweise in den verbrauchsarmen Monaten, um Verbrauchsspitzen im Winter abdecken zu können.

== Reaktionen ==
Propan verbrennt mit ausreichend viel [[Sauerstoff]] zu [[Kohlenstoffdioxid]] und [[Wasser]]:

:<math>\mathrm{C_3H_8 + 5\ O_2 \longrightarrow  3\ CO_2 + 4\ H_2O}</math>

Wenn nicht genügend Sauerstoff für eine vollständige [[Verbrennung (Chemie)|Verbrennung]] vorhanden ist, tritt eine unvollständige Verbrennung auf. Neben Kohlenstoffdioxid, Wasser und [[Wärme]] entsteht dann aber auch [[Kohlenstoffmonoxid]].<ref>Elgas Ltd.: [https://www.elgas.com.au/blog/2208-complete-incomplete-combustion-of-lpg-propane-equations LPG Gas Blog]</ref>

:<math>\mathrm{2\ C_3H_8 + 9\ O_2 \longrightarrow  4\ CO_2 + 2\ CO + 8\ H_2O}</math>

== Literatur ==
* Geert Oldenburg: ''Propan – Butan''. Springer 1955, {{OCLC|17854737}}.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Propane|Propan}}
{{Wiktionary}}
* {{Internetquelle |autor= |url=https://www.dvfg.de/fileadmin/user_upload/downloads/technische-merkblaetter/Factsheet_Fluessiggas_2022-12.pdf |titel=Informationsblatt zu chemisch-physikalischen Eigenschaften der Flüssiggase Propan und Butan |werk= |hrsg= Deutscher Verband Flüssiggas e. V. |datum=2022-12 |format=PDF; 349 KB |abruf=2024-07-30}}
* {{Internetquelle |url=http://www.bachert-kg-rvv.de/gasabnahme/technik/technik.html |titel=Technische Daten Flüssiggas |hrsg=RVV Bachert KG |archiv-url=https://web.archive.org/web/20090604140432/http://www.bachert-kg-rvv.de:80/gasabnahme/technik/technik.html |archiv-datum=2009-06-04 |offline=1 |abruf=2005-06-12 |abruf-verborgen=1}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Alkane}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4047472-0}}

[[Kategorie:Alkan]]
[[Kategorie:Brenngas]]
[[Kategorie:Kältemittel]]
[[Kategorie:Lebensmittelzusatzstoff (EU)]]