Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Метан


Methane-CRC-MW-3D-balls.png

План:


Введення

Метан ( лат. Methanum ) - Найпростіший вуглеводень, безбарвний газ без запаху [2], хімічна формула - CH 4. Малорастворим у воді, легше повітря. При використанні в побуті, промисловості в метан зазвичай додають одоранти (зазвичай меркаптани) зі специфічним "запахом газу". У невеликих кількостях метан не токсичний і не небезпечний для здоров'я людини. Але накопичуючись у великому обсязі, в закритому приміщенні він отруйний і вибухонебезпечний. Збагачення одоранту робиться для того, щоб людина вчасно помітив витік газу. На промислових виробництвах цю роль виконують датчики і в багатьох випадках метан для лабораторій і промислових виробництв залишається без запаху.

Метан - перший член гомологічного ряду насичених вуглеводнів (алканів), найбільш стійкий до хімічних впливів. Подібно іншим алканами вступає в реакції радикального заміщення (галогенування, сульфохлорірованія, сульфоокісленія, нітрування та ін), але має меншу реакційною здатністю. Специфічна для метану реакція з парами води, яка протікає на Ni / Al 2 O 3 при 800-900 C або без каталізатора при 1400-1600 C; утворюється синтез-газ може бути використаний для синтезу метанолу, вуглеводнів, оцтової кислоти, ацетальдегіду та інших продуктів.

Вибухонебезпечний при концентрації в повітрі від 4,4% до 17%. [3] Найбільш вибухонебезпечна концентрація 9,5%. Є наркотиком, дію послаблюється незначною розчинністю у воді і крові. Клас небезпеки - четвертий [4].


1. Джерела

Основний компонент природних (77-99%), попутних нафтових (31-90%), рудничного і болотного газів (звідси інші назви метану - болотний або рудничний газ). В анаеробних умовах (в болотах, перезволожених грунтах, рубці жуйних тварин) утворюється біогенної. Виходить також при коксуванні кам'яного вугілля, гідруванні вугілля, гидрогенолизом вуглеводнів в реакціях каталітичного риформінгу.

Класифікація за походженням:

  • абіогенний - утворений як результат хімічних реакцій неорганічних сполук;
  • біогенний - утворений як результат хімічної трансформації органічної речовини;
  • бактеріальний (мікробний) - утворений в результаті життєдіяльності бактерій;
  • термогенний - утворений в ході термохімічних процесів.


Цікаво, що на поверхні Титана (супутник Сатурна) в умовах низьких температур (-180 C) існують цілі озера і річки з рідкої метано-етановой суміші.


2. Отримання

У лабораторії отримують нагріванням натронной вапна (суміш гідроксидів натрію і кальцію) або безводного гідроксиду натрію з крижаною оцтовою кислотою.

2NaOH + CH 3 COOH → (t) Na 2 CO 3 + CH 4 ↑ + H 2 O

Для цієї реакції важлива відсутність води, тому і використовується гідроксид натрію, так як він менше гігроскопічний.

Можливе отримання метану сплавлением ацетату натрію з гідроксидом натрію: [5]

CH 3 COONa + NaOH → CH 4 ↑ + Na 2 CO 3

Також для лабораторного отримання метану використовують гідроліз карбіду алюмінію або деяких металоорганічних сполук (напр., метілмагнійброміда).


3. Хімічні властивості

Горить в повітрі голубуватим полум'ям, при цьому виділяється енергія близько 39 МДж на 1 м . З повітрям утворює вибухонебезпечні суміші при об'ємних концентраціях від 5 до 15 відсотків. Точка замерзання-184С (при нормальному тиску)

Набирає з галогенами в реакції заміщення (наприклад, CH 4 + 3Cl 2 = CHCl 3 + 3HCl), які проходять по вільно радикального механізмом:

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl ( хлорметан) + HCl

CH 3 Cl + Cl 2 = CH 2 Cl 2 ( дихлорметан)

CH 2 Cl 2 + Cl 2 = CHCl 3 ( тріхлорметан)

CHCl 3 + Cl 2 = CCl 4 ( тетрахлорметан)


Вище 1400 C розкладається по реакції:
2CH 4 = C 2 H 2 + 3H 2

Окислюється до мурашиної кислоти при 150-200 C і тиску 30-90 атм по ланцюговому радикальному механізму:

CH 4 + 3 [O] = HCOOH + H 2 O


4. Сполуки включення

Метан утворює сполуки включення - газові гідрати, широко розповсюджені в природі.

5. Застосування метану

  1. Паливо.
  2. Продукти хлорування використовуються в вогнегасниках, а так само як снодійне, або розчинник.
  3. Виробництво продукту дегидрирования- ацетилену.
  4. Продукт конверсії- синтез-газ. Використовується для виробництва метанолу та формальдегіду, а отже і полімерів, медикаментів та денатуруючих і дезинфікуючих матеріалів. Також із синтез-газу виготовляються аміак і добрива.

6. Метан і екологія

Є сильним парниковим газом, сильнішим, ніж вуглекислий газ. Якщо ступінь впливу вуглекислого газу на клімат умовно прийняти за одиницю, то парникова активність метану становитиме 21 одиницю. [6].

ГДК метану в повітрі робочої зони складає 7000 мг / м 3. [7]


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Метан вугільних пластів
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru