에테인

에테인 구조

에테인(ethane) 또는 에탄은 두 개의 탄소(carbon)와 여섯 개의 수소(hydrogen)로 이루어진 탄화수소이다. 화학식은 C₂H₆이며, 알케인(alkane) 화합물의 일종이다. 상온에서 무색무취의 기체. 녹는점은 -184℃이고, 끓는점은 -89℃이다. 이성질체는 없다. 일반적으로 에테인은 천연가스(natural gas)로부터 대량으로 얻거나, 정유 과정에서 얻어진다.

개요

에테인은 독성은 없지만, 다른 가벼운 알케인들처럼 가연성, 폭발성이 있으므로 누출되면 위험하다.

주로 천연가스에서 얻어진다. 사실 천연가스에서 두 번째로 많은 성분이긴 한데, 가장 많은 성분인 메테인이 70~90%를 차지해서 에테인의 비율은 그리 높지 않다. 예전에는 그냥 연료 역할이나 하라고 굳이 분리해 내지 않고 내버려뒀었다. 메테인보다 끓는 점이 높기 때문에 극저온으로 냉각하면 메테인으로부터 효율적으로 분리해 낼 수 있다. 천연가스 외에도 원유를 정제하는 과정에서 얻을 수 있다.

에테인의 가장 큰 용도는 에틸렌 제조의 원료로 사용하는 것이다. 에틸렌은 폴리에틸렌 수지의 원료로 쓰이며, 다른 활용도도 많은 물질이다. 에테인을 고온으로 가열하면 탄화수소 분자들이 분해 및 재결합되어서 에틸렌이 생성된다.

역사

에테인은 1834년 패러데이(Michael Faraday)에 의해 최초로 합성되었다. 그는 아세트산 포타슘(potassium acetate)의 전기분해 과정에서 에테인을 얻었다. 아세트산염(acetic acid salt) 액체의 전기분해는 양극에서 아세트산염이 산화되어 이산화 탄소(carbon dioxide)와 메틸 라디칼(methyl radical)이 생성되는데, 메틸 라디칼은 서로 결합하여 에테인을 생성한다.

CH₃Coo⁻ → CH₃· + CO₂ + e⁻

CH₃· + ·CH₃→ C₂H₆

마이클 패러데이(1791~1867)는 전자기학과 전기화학(electrochemistry) 분야에 큰 기여를 한 영국의 물리학자이자 화학자이다. 물리학자로서 전자기장(electromagnetic field)에 대한 기본적인 개념을 확립하고 전자기 유도, 반자성 현상, 전기분해에 관한 법칙도 수립하였다.

화학자로서 벤젠(benzene)을 발견하였으며 양극, 음극, 전극, 이온과 같은 용어를 처음으로 도입하였다. 1847년과 1849년에는 콜베(Hermann Kolbe)와 프랭클랜드(Edward Frankland)가 프로페인나이트릴(propane nitrile)과 아이오딘화 에틸(ethyl iodide)의 전기분해 반응을 통해 에테인을 얻었다. 하지만 이들 모두는 에테인을 메테인(methane, CH4)으로 착각하였으며, 1864년 스콜머(Carl Schorlemmer)가 그 생성물이 메테인이 아니라 에테인임을 확인하였다.

구조 및 화학적 특성

에테인은 탄화수소(hydrocarbon)의 일종으로, 각 탄소는 단일 결합(single bond)으로 연결되어 있으며, 구조상 이성질체(isomer)는 존재할 수 없다. 탄소-탄소(C-C) 결합은 두 sp3 오비탈(orbital)의 겹쳐짐으로 이루어지며, 탄소-수소(C-H) 결합은 탄소의 sp3 오비탈과 수소의 s 오비탈 겹쳐짐으로 이루어진다.

분자량은 30.07 g/mol이며, 녹는점은 -181.76 °C, 끊는점은 섭씨 -89 °C로써 표준 온도 압력(STP)에서 기체로 존재한다. 인화성, 폭발성은 있지만 화학적 활성은 낮다. 탄소와 수소의 전기음성도(electronegativity) 차이가 작아 탄소-수소 결합의 극성이 작고 분자가 대칭적 분자 구조를 가지기 때문에 비극성 분자(nonpolar molecule)로 간주된다.

에테인의 사용

에테인은 지구 대기에 기체 상태로 미량 존재하며, 온실 가스의 한 종류이다. 에테인은 천연 가스 중에 메테인(87~98%)에 이어 두 번째로 많은 성분(1.5~9%)이다. 에테인은 주로 열분해 반응을 통한 에틸렌(ethylene)을 생성하는데 사용되며, 에틸렌은 주로 가스 절단 및 용접, 그리고 각종 화합물의 원료로 사용된다.

에테인은 그외에 다양한 석유 화학제품의 제조, 약물의 합성 원료, 할로젠 화합물의 제조 원료로 사용한다. 일부 극저온 냉동 시스템의 냉매로도 활용된다. 의학적으로 높은 온도에서는 마취작용이 있음이 보고되었다.

최근에는 석유화학 산업의 주 원료이던 나프타(naphtha) 대신 저가의 에테인 가스를 원료로 하는 석유화학 공장 건설이 증가하고 있다. 연소 반응의 경우, 약 1559.7 kJ/mol (51.9 kJ/g)의 열을 발생하며, 이산화 탄소 및 물을 부가물로 생성한다.

참고자료

• 〈에테인〉, 《화학백과》
• 〈에테인〉, 《위키백과》

같이 보기

• 에탄올
• 메테인
• 에틸렌
• 천연가스
• 탄화수소

이 에테인 문서는 배터리에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리 □■⊕, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물 배터리 종류 1차전지 • 2차전지 • 3차전지 • AA 전지 • AAA 전지 • HFC • LCO • LFP • LMO • LTO • NCA • NCM • NCMA • 각형 배터리 • 건전지 • 고전압 배터리 • 고체전지 • 공기전지 • 과산화은전지 • 구반반 배터리 • 그래핀 배터리 • 금속 공기 배터리 • 나노셀룰로스 종이 배터리 • 나트륨이온 배터리 • 나트륨 황 배터리 • 납축전지 • 니켈 수소 배터리 • 니켈 카드뮴 배터리 • 다이아몬드 배터리 • 단추형 전지 • 대용량 배터리 • 대형배터리 • 동위원소 배터리 • 리튬공기전지 • 리튬 망간 배터리 • 리튬메탈 배터리 • 리튬 이산화탄소 배터리 • 리튬이온 배터리 • 리튬 인산철 배터리 • 리튬전지 • 리튬 코발트 배터리 • 리튬 티타네이트 배터리 • 리튬 폴리머 배터리 • 리튬 하이니켈 배터리 • 리튬 황 배터리 • 마그네슘 배터리 • 망가니즈전지 • 모래 배터리 • 무음극배터리 • 물리전지 • 미생물 연료전지 • 바나듐 배터리 • 바나듐 레독스 흐름 배터리 • 바나듐이온 배터리 • 바빌로니아 전지 • 박막배터리 • 박테리아 배터리 • 박테리아 종이 배터리 • 반고체 배터리 • 배터리 • 베타 배터리 • 보조배터리 • 볼타전지 • 불소이온 배터리 • 블레이드 배터리 • 비축전지 • 사원계 배터리 • 산화물 전고체 배터리 • 산화은전지 • 삼원계 배터리 • 설탕 배터리 • 세라믹 축전기 • 소금 배터리 • 소형배터리 • 수소연료전지 • 수은전지 • 슈퍼커패시터 • 습전지 • 아연공기전지 • 아연 탄소 전지(르클랑셰 전지) • 아폴로 • 알루미늄 공기전지 • 알루미늄 공기 흐름 전지 • 알칼리전지 • 얼티엄 배터리 • 에너지저장장치(ESS) • 에이터너스 • 연료전지 • 열전지 • 용융염 배터리 • 원자력전지 • 원통형 배터리 • 육둘둘 배터리 • 인섀시 배터리 • 전고체 배터리 • 전지 • 종이 배터리 • 중형배터리 • 차세대 배터리 • 초소형배터리 • 축전기(콘덴서) • 축전지 • 칼륨 배터리 • 칼슘 배터리 • 커패시터 • 코인셀 배터리 • 태양전지 • 파우치형 배터리 • 파워월 • 팔일일 배터리 • 폐배터리 • 폴리머 배터리 • 폴리머 전고체 배터리 • 프리폼 배터리 • 플렉서블 배터리 • 하이니켈 배터리 • 하이브리드 리튬메탈 배터리 • 해수전지 • 핵 배터리 • 화학전지 • 황화물 전고체 배터리 • 흐름전지(레독스 플로우 배터리) 배터리 기술 ALD • CCS • CSG • CTB • CTV • K-배터리 • MPI • MTB • NCMX • PCM • SRS • 건식분리막 • 계면 • 계면저항 • 계면활성제 • 고용량 • 고체전해질 • 고출력 • 공랭식 • 굴곡도 • 기공 • 기억효과(메모리 효과) • 냉각시스템 • 다공성 • 대용량 • 덴드라이트 • 드라이룸 • 모듈투바디(MTB) • 무기 고체 전해질 • 바인더 • 박막 • 박막화 • 방열판 • 방열핀 • 배터리관리시스템(BMS) • 배터리데이 • 배터리모듈 • 배터리 보호회로모듈 • 배터리셀 • 배터리 케이스 • 배터리 패키징 • 배터리팩 • 배터리하우징 • 배터리 히팅 시스템 • 복합전해질 • 분리막 • 블랙파우더 • 비전해질 • 사물배터리 • 산화물 • 산화물계 전해질 • 세라믹 코팅 • 세라믹 코팅 분리막 • 셀밸런싱 • 셀투바디(CTB) • 셀투비클(CTV) • 셀투섀시(CTC) • 셀투카(CTC) • 셀투팩(CTP) • 소용량 • 수랭식 • 스태킹 • 습식분리막 • 실리콘 음극재 • 실버코팅 • 안전성 강화 분리막(SRS) • 액체전해질 • 양극박 • 양극소재 • 양극재 • 양극판 • 양극활물질 • 여과 • 열폭주 • 열화현상 • 와인딩 • 용량 • 유기 고체 전해질 • 유랭식 • 음극소재 • 음극재 • 음극판 • 음극활물질 • 이온전달막 • 이온전도도 • 이온화 • 저용량 • 저출력 • 전고체 • 전구체 • 전지박 • 전해액 • 전해질 • 전해질막 • 점프 • 점프케이블 • 정격용량 • 정격전압 • 제로모듈 • 젤리롤 • 집전체 • 출력 • 침출 • 콤퍼레이터 • 티본 레이아웃 • 파우치 • 패스웨이 • 폐양극재 • 활물질 • 황화물 • 황화물계 전해질 • 히트싱크 • 히트파이프 • 히트펌프 배터리 제품 1865 배터리 • 2170 배터리 • 4680 배터리 • 기린 배터리 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반