Language
Country/Area
No result found
التاريخ الغامض للإيثان: كيف اكتشف مايكل فاراداي هذا الغاز بالصدفة؟
الإيثان، ذو الصيغة الكيميائية C2H6، هو مركب عضوي يحدث بشكل طبيعي. عند درجة الحرارة والضغط القياسيين، يكون الإيثان غازًا عديم اللون والرائحة. ويتم عادة فصله عن الغاز الطبيعي أو استخراجه كمنتج ثانوي لتكرير البترول. الاستخدام الرئيسي للإيثان هو كمادة خام لإنتاج الإيثيلين.
التوليف والاكتشاف المبكر
يعود تاريخ الإيثان إلى عام 1834، عندما قام مايكل فاراداي عن طريق الخطأ بتصنيع المركب أثناء التحليل الكهربائي. في ذلك الوقت، كان يجري تجارب على محلول هيدروكسيد البوتاسيوم، لكنه أخطأ في تحديد الإيثان على أنه الميثان ولم يواصل التحقيق. تُعرف هذه العملية اليوم باسم تفاعل التحليل الكهربائي لكولبي.
"كانت العديد من التفاعلات الكيميائية التي تم استكشافها سابقًا مصحوبة بسوء الفهم، ولم يكن اكتشاف فاراداي استثناءً، مما يدل على الصدفة في الاكتشاف العلمي."
ثم تم استكشاف عملية تصنيع الإيثان بشكل أكبر من قبل الكيميائيين هيرمان كولبي وإدوارد فرانكلاند في الفترة ما بين 1847 و1849. لقد قاموا بتصنيع الإيثان عن طريق اختزال أكريلونتريل ويوديد الإيثيل وتحليل حمض الأسيتيك المائي كهربائيا، ولكنهم ما زالوا يحددونه عن طريق الخطأ على أنه جذر ميثيل. ولم يكن الأمر كذلك إلا في عام 1864 عندما أثبت كارل شرويمر أن المنتج الناتج عن هذه التفاعلات هو في الواقع الإيثان. في عام 1864، اكتشف إدموند رونالدز لأول مرة الإيثان المذاب في النفط الخفيف في بنسلفانيا.
خصائص الإيثان
في ظل الظروف القياسية، يكون الإيثان غازًا عديم اللون والرائحة ونقطة انصهاره ونقطة غليانه −182.8 درجة مئوية و−88.5 درجة مئوية على التوالي. يعتبر الإيثان قابلاً للذوبان في الماء قليلاً، مما يجعله فريدًا من نوعه في التطبيقات البيئية والمخبرية.
"تكشف تجارب تبخر الإيثان وتبريده عن مدى تعقيد تطبيقاته العملية."
الإيثان في الغلاف الجوي
يوجد الإيثان كغاز أثري في الغلاف الجوي للأرض، وتصل تركيزاته الحالية إلى حوالي 0.5 جزء في المليار. وقد تباينت انبعاثات الإيثان العالمية الناجمة عن الانبعاثات من حقول الغاز الطبيعي بمرور الوقت، حيث حدث أكبر انخفاض لها بين عامي 1984 و2010. وقد استقرت انبعاثات الإيثان إلى حد ما مع نمو إنتاج الغاز الصخري من تشكيل باكن في الولايات المتحدة.
التفاعلات الكيميائية للإيثان
تتضمن تفاعلات الإيثان بشكل أساسي تفاعلات الجذور الحرة، وخاصة مع الهالوجينات مثل الكلور والبروم. وفقًا للمعادلة الكيميائية، يؤدي احتراق الإيثان إلى إطلاق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية وينتج ثاني أكسيد الكربون والماء. وتُستخدم هذه العملية أيضًا على نطاق واسع في الصناعة، وخاصة في إنتاج الإيثيلين.
الإنتاج والاستخدام
باعتباره أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي، يختلف إنتاج الإيثان في حقول الغاز المختلفة. اليوم، يتم استخدام الإيثان على نطاق واسع لإنتاج الإيثيلين ويتم فصله واستخدامه في العديد من حقول الغاز المتقدمة. إن إنتاجه الفعال يجعل الإيثان مادة خام مهمة في صناعة البتروكيماويات.
لا تقتصر تطبيقات الإيثان على الوقود، بل تشمل أيضًا مختلف المواد الخام في تصنيع المواد الكيميائية الأساسية.
التطبيق في المختبر
في البحث العلمي، يتم استخدام الإيثان السائل لتجميد العينات التي تحتوي على نسبة عالية من الماء بسرعة، وهو أمر مهم بشكل خاص في المجهر الإلكتروني. يقوم الإيثان السائل بتبريد العينة بسرعة، مما يمنع تشكل البلورات وبالتالي الحفاظ على بنيتها الدقيقة. علاوة على ذلك، فإن تطوير هذه التكنولوجيا قد ساهم بلا شك في تعزيز تقدم الأبحاث الفيزيائية والكيميائية المعاصرة.
الصحة والسلامة
الإيثان هو غاز قابل للاشتعال للغاية في درجة حرارة الغرفة ويشكل خليطًا متفجرًا عند مزجه بالهواء بنسبة معينة. ومع ذلك، فإن الإيثان ليس مادة مسببة للسرطان، ويمكن ضمان سلامته ضمن حدود معينة.
لم يساهم اكتشاف مايكل فاراداي غير المتوقع في إثراء فهمنا للإيثان فحسب، بل وضع أيضًا أساسًا مهمًا في مجال الكيمياء. ولكن ما هو حجم الإمكانات غير المكتشفة لمثل هذه الاكتشافات العرضية؟