Tính chất hóa học của metan và cách điều chế CH4 – Migco

Khí metan có công thức hóa học là CH4 là một thành phần chính của khí gas mà tất cả chúng ta thường dùng. Vậy đặc thù hóa học của metan như thế nào, khí metan tính năng với oxi không ? Người ta sản xuất khí metan bằng cách nào, điều chế ch4 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp khác gì nhau, … .
Chúng ta cùng tìm hiểu và khám phá các thông tin mê hoặc về khí metan qua bài viết này của Migco nhé .

Thông tin về khí metan CH4

Khí Metan hay methane là một gọi hydrocarbon đơn thuần nhất của nhóm ankan, nó còn có tên gọi khác là khí bùn ao với công thức hóa học tổng quát : CH4 .

Bạn đang đọc: Tính chất hóa học của metan và cách điều chế CH4 – Migco

Khí metan là thành phần chính của khí tự nhiên hay khí dầu mỏ, phần đông được tạo ra trong quy trình chế biến dầu mỏ hay quy trình chưng cất sản xuất khí dầu mỏ .
Một số đặc thù vật lí của khí metan CH4 :

• Ở điều kiện kèm theo tiêu chuẩn thì khí metan là chất khí nhẹ hơn không khí không màu, không có mùi và không vị .
• Nó là một chất khí ô nhiễm và rất dễ cháy, khi cháy tạo ngọn lửa màu xanh da trời .
• Nhiệt độ hóa lỏng của metan : − 162 °C, nhiệt độ hóa rắn của metan : − 183 °C .
• Khối lượng riêng của metan là : 0.717 kg / m3
• Metan không tạo ra những link hiđro nên không hòa tan trong những dung môi phân cực như nước mà chỉ tan trong các dung môi không phân cực. Khí metan cũng không có tính dẫn điện

Đặc điểm tính chất hóa học của metan:

Các đặc thù hóa học của metan quan trọng mà các bạn cần nhớ là phản ứng thế với halogen như clo, brom. Nó phản ứng với hơi nước và tạo ra khí hidro, khí metan công dụng với oxi gây cháy và phản ứng phân hủy metan ra axetilen C2H2 .
Phản ứng của metan thế H bằng halogen khi có ánh sáng

• Khi có ánh sáng hoặc nhiệt độ, thì halogen có thể thế lần lượt từng phân tử H trong phân tử metan tạo thành dẫn xuất metyl halogen

CH3-H + X2 → hv / to CH3-X + HX
Phản ứng có thể liên tục xảy ra để tạo loại sản phẩm di -, tri -, tetra halogen

• Ví dụ : metan tính năng brom

Br2 + CH4 → CH3Br + HBr

• Clo hóa CH4 ở điều kiện kèm theo ánh sáng có thể thu được CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
Khả năng phản ứng của dãy halogen theo thứ tự F2 > Cl2 > Br2 > I2
Tính chất hóa học của metan công dụng với hơi nước H2O .

• CH4 + H2O → 700 – 900 oC, Ni CO + 3H2
• Phản ứng này thường được dùng để điều chế khí hidro

Khí metan tính năng với oxi phản ứng cháy oxi hóa :

• CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2 O

• Phản ứng đốt cháy khí metan này là phản ứng hóa học quan trọng nhất của khí metan. Phản ứng khí metan tác dụng với oxi tỏa ra rất nhiều nhiệt nên CH4 thường được dùng sử dụng chủ yếu làm khí đốt, nhiên liệu.

  Xem thêm: Chuyển đổi số là gì?

Phản ứng phân hủy metan ra axetilen

• Phản ứng phân hủy metan tạo thành axetilen ở 1500 oC nên nó là cách điều chế C2H2 từ CH4 thông dụng lúc bấy giờ :
• 2CH4 → 1500 oC, làm lạnh nhanh tạo ra C2H2 + 3H2

Khi cho metan công dụng với khí Clo ở nhiệt độ cao, phản ứng phân hủy metan sẽ tạo thành muội than và khí hidro clroua .

• CH4 + 2C l2 → to C + 4HC l

Người ta sản xuất khí metan bằng cách nào?

Hiện nay có nhiều cách sản xuất khí metan, tùy theo quy mô mà người ta lựa chọn chiêu thức điều chế metan và cách thu khí CH4 khác nhau .

1. Điều chế CH4 trong công nghiệp

Ở quy mô công nghiệp, cách thu khí CH4 và các đồng đẳng của nó được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ. Đây là cách điều chế CH4 thuận tiện và nhanh gọn .

2. Cách điều chế metan trong phòng thí nghiệm

Một số cách điều chế CH4 trong phòng thí nghiệm như sau :
Khi cần một lượng nhỏ metan, người ta nung natri axetat chung với vôi tôi xút, hoặc điều chế metan bằng cách cho nhôm cacbua công dụng với nước :
Điều chế CH4 từ nhôm cacbua :

• Al4C3 + 12H2 O → 4A l ( OH ) 3 + 3CH4

Phản ứng muối natri axetat với xút tạo khí metan ( nhiệt phân muối natri của axit carboxylic ) :

• CH3 – COONa + NaOH → CaO, to Na2CO3 + CH4

Cách điều chế metanol bằng phản ứng cộng hidro vào cacbon :

• C + 2H2 → to, Ni CH4

Cách điều chế CH4 từ khí CO :

• CO + 3H2 → to H2O + CH4

Hoặc điều chế CH4 bằng cách khử các dẫn xuất methyl của các halogen, ancol hay carbonyl .

Ứng dụng của khí metan:

• Như đã nhắc ở trên thì khí metan cháy tỏa nhiều nhiệt, vì thế CH4 được dùng làm nguyên vật liệu thông dụng trong đời sống và sản xuất .
• Metan là nguyên vật liệu để điều chế khí hiđro hay điều chế axetilen C2H2 từ CH4, …
• Ngoài ra khí metan còn được sử dụng để điều chế bột than và nhiều chất hóa học khác .

Dù được dùng nhiều nhưng khí metan gây hiệu ứng nhà kính tạo ảnh hưởng tác động đến con người, sinh vật cả động vật hoang dã và thực vật cũng như thiên nhiên và môi trường .
Như vậy trên đây là hàng loạt thông tin mà chúng tôi san sẻ về đặc thù hóa học của metan và các giải pháp điều chế metan trong phòng thí nghiệm cũng như quy mô công nghiệp .

Hy vọng rằng đây sẽ là những thông tin vô cùng hữu ích và cần thiết đối với những ai quan tâm tới hợp chất hữu cơ CH4 này.

Xem thêm: Cổng Dịch Vụ Công Trực Tuyến Tỉnh Tây Ninh

Nếu bạn muốn mua bình khí CH4 và các loại khí công nghiệp khác, sung sướng liên hệ với MIGCo chúng tôi để được tư vấn nhé .

Source: https://suachuatulanh.org
Category : Hỏi Đáp Chuyên Gia