Свойства метана

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 483.

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 483.

Метан – первый представитель ряда алканов с формулой СН₄. Это бесцветный природный газ без запаха. Благодаря физическим и химическим свойствам метан используется в качестве топлива.

Строение

Молекула метана представляет собой тетраэдр, в середине которого находится углерод, соединённый простыми (одинарными) σ-связями с атомами водорода. Строение и свойства молекулы метана важны для понимания всей органической химии, так как большинство органических соединений содержит метильные группы -СН₂.

Метан образует гомологический ряд алканов. Каждый последующий гомолог отличается от предыдущего на одну группу -СН₂.

Получение

Метан – распространённый газ во Вселенной. Он находится в природном и попутном газе, образуется на дне морей, выделяется как конечный продукт жизнедеятельности кишечных бактерий. Метан входит в состав атмосферы планет-гигантов. На поверхности Титана – спутника Сатурна – находятся этан-метановые озёра и реки.

В промышленности метан выделяют из природного газа и получают при коксовании (прокаливании) каменного угля.

В лаборатории метан образуется при нагревании сухого гидроксида натрия с уксусной кислотой, а также при плавлении ацетата с гидроксидом натрия:

Свойства

Основные физические свойства:

• легче воздуха;
• без запаха и вкуса;
• плохо растворяется в воде;
• молекулярная масса – 16;
• температура плавления – -182,49°С;
• температура кипения – -161,56°С;
• температура вспышки – -188°С;
• температура самовоспламенения – 537,8°С.

Метан определяет физико-химические свойства гомологического ряда алканов. При обычных условиях метан и его гомологи малоактивны и вступают в реакции под действием высокой температуры и катализатора. Дополнительные условия необходимы для расщепления связи С-Н.

Основные реакции метана:

• нитрование:
  CH₄ + HONO₂ → CH₃-NO₂ + H₂O;
• галогенирование:
  CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl;
• сульфохлорирование:
  CH₄ + SO₂ + Cl₂ → CH₃-SO₂Cl + HCl↑;
• каталитическое окисление под действием солей меди и марганца:
  2CH₄ + O₂ → 2CH₃OH;
• полное окисление (горение):
  CH₄ + 2O₂→ CO₂ + 2H₂O + Q;
• окисление водяным паром:
  CH₄ + H₂O → CO + 3H₂;
• крекинг (метод переработки нефти):
  2CH₄ → HC≡CH + 3H₂.

Что мы узнали?

Метан – простейший представитель класса алканов, образующий гомологический ряд. Это бесцветный горючий газ, выделяемый из природного газа и получаемый при коксовании угля. Метан используется в качестве топлива. При высокой температуре самовоспламеняется. Газ подвержен нитрованию, галогенированию, сульфохлорированию, окислению под действием катализатора, водяного пара, горения, а также крекингу, используемого в переработке нефти.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда - пройдите тест.