Атом углерода в молекуле метана находится в состоянии sp
3-
гибридизации.В результате перекрывания четырёх гибридных орбиталей атома углерода с s
-орбиталями
атомов водоорда образуется весьма прочная молекула метана.
Метан-газ без цвета и запаха,легче воздуха,малорастворим в воде.Предельные углеводороды способны гореть,образуя оксид углерода (IV) и воду.Метан горит бледным синеватым пламенем:
CH4+2O2=2H2O
В смеси с воздухом (или с кислородом,особенно в соотношении по объему
1:2, что видно из уравнения реакции) метан образует взрывчатые смеси.Поэтому он опасен как в быту (утечка газа через краны),так и в шахтах.При неполном сгорании метана образуется сажа.Так её получают в промышленных условиях.В присутствии катализаторов при окислении метана получают метиловый спирт и формальдегид
При сильном нагревании метан распадается по уравнению:
CH4=C+2H2
В печах специальной конструкции распад метана может быть осуществлён до промежуточного продукта-ацителена:
2CH4=C2H 2+3H2
Для метана характерны реакции замещения.На свету или обычной температуре галогены-хлор и бром-постепенно (по стадиям) вытесняют из молекулы метана водород,образуя так называемые
галогенопроизводные.
Атомы хлора замещяют атомы водорода в ней с образованием смеси различных соединенний:
CH3Cl-хлорметана (хлористого метила),CH2Cl2-дихлорметана,
CHCl3-трихлорметана,
CCl4-тетрахлорметана
Из этой смеси каждое соединение может быть выделено.Важное значение имеют хлороформ итетрахлорметан как растворители смол,жиров,каучука и других органических веществ.
Образование галогенопроизводных метана протекают по цепному свободнорадикальному механизму.Под действием света молекулы хлора распадаются на неорганические радикалы:
Cl2=2Cl
Неорганический радикал
Cl отрывает от молекулы метана атом водорода с одним электроном,образуя
HCl и свободный радикал
CH3 H H
H:C_| H+Cl=H:C +HCl
H| H
Cвободный радикал взаимодействует с молекулой хлора
Cl2 ,образуя галогенопроизводное и радикал хлора:
CH3+Cl_| Cl=CH3-Cl+Cl
|
Метан при обычной температуре обладает большей стойкостью к кислотам,щелочам и многим окислителям.Однако он вступает в реакцию с азотной кислотой:
CH4+HNO3=CH3NO2 +H2O
нитрометан
Метан не способен к реакциям присоединения,поскольку в его молекуле все валентности насыщены.
Приведенные реакции замещения сопровождаются разрывом связей
C-H.Однако известны процессы,при которых происходит не только расщепление связей
C-H,но и разрыв цепи углеродных атомов ( у гомологов метана).Эти реакции протекают при высоких температурах и в присутствии катализаторов.Например:
C4H10+H2 -процесс дегидрогенизации
C4H10-|
C2H6 + C2H4-крекинг
Получение метана.
Метан широко распространён в природе.Он является главной составной частью многих горючих газов как природных (90-98%),так и искусственных,выделяющихся при сухой перегонке дерева ,торфа,каменного угля,а также при крекинге нефти
Метан выделяется со дна болот и из каменноугольных пластов в рудниках,где он образуется при медленном разложении растительных остатков без доступа воздуха,Поэтому метан часто называют болотным газом или рудничным газом
В лабороторных условиях метан получают при нагревании смесси ацетата натрия с гидроксидом натрия:
200 *C
CH3|COONa +NaO|H=Na2CO3 + CH4|
или при взаимодействии карбида алюминия с водой:
Al4C3 +12H2O=4Al(OH)3 +3CH4|
В последнем случае метан получается весьма чистым.
Метан может быть получен из простых веществ при нагревании в присутствии катализатора:
Ni
C+2H2=CH4
А также синтезом на основе водяного газа
Ni
CO+3H2 =CH4 +H2O
Гомологи метана,как и метан ,в лабораторных условиях получают прокаливанием солей соответствующих органических кислот с щелочами.Другой способ-реакция Вюрца
, т.е. нагревание моногалогенопроизводных с металлическим натрием,например
C2H5 |Br+2Na+Br|C2H5= C2H5-C2H5+2NaBr
В технике для получения синтетического бензина (смесь углеводородов,содержащих 6-10 атомов углерода) применяют синтез из оксида углерода (II) и водорода в присутствии катализатора (соединения кобальта) и при повышенном давлении.Процесс можно выразить уравнением:
200*С
n
CO+(2n+
1)H2=Cn
H2n+2
+
n
H2O
Применение алканов
Благодаря большой теплотворной способности метан в больших количествах расходуется в качестве топлива (в быту-бытовой газ и в промешленности.Широко применяются получаемые из него вещества:водород,ацителен,сажа.Он служит исходным сырьём для получения формальдегида,метилового спирта,а также различных синтетических продуктов
Большое промышленное значение имеет окисление высших предельных углеводородов-парафинов с числом углеродных атомов 20-25.Этим путём получают синтетические жирные кислоты с различной длиной цепи,которые используются для производства мыл,различных моющих средств,смазочных материалов,лаков и эмалей.
Жидкие углеводороды используются как горючее (они входят в состав бензина и керосина).Алканы широко используются в органическом синтезе.
Другие работы по теме:
Загрязнения от свалок
Управление отходами создает значительную нагрузку на окружающую среду. Места размещения отходов, будь они активными или закрытыми, могут привести к значительному загрязнению подземных вод из-за фильтрата.
Понятие теплового комфорта
Тепловой комфорт, комфортное тепловое состояние, функциональное состояние организма человека, характеризующееся определённым содержанием и распределением теплоты в поверхностных и глубоких тканях тела при минимальном напряжении аппарата терморегуляции. Субъективно такое состояние оценивается как наиболее предпочитаемое.
Глобальное потепление и его влияние на экологическую ситуацию
Глобальное потепление: роль растений пересматривается В дискуссиях о причинах глобальных изменений климата отмечен новый поворот. Суть проблемы: действительно ли растения выделяют в атмосферу метан в количествах, которые способны усугубить антропогенное потепление климата?
Гази вугільних родовищ
Реферат на тему: Гази вугільних родовищ В останні роки стає усе більш очевидною об'єктивна необхідність вилучення і використання метану вугільних родовищ як енергоносія для промислових і комунальних потреб.
Углеводороды таблица
Предельные углеводороды . Непредельные углеводороды . Ароматические или Арены Алканы Циклоалканы Алкены Диеновые Алкины 1.Общая формула CnH2n CH4-МЕТАН С6Н12-ГКСАН С10Н22-ДЕКАН
Углеводороды (таблица)
Предельные углеводороды . Непредельные углеводороды . Ароматические или Арены Алканы Циклоалканы Алкены Диеновые Алкины 1.Общая формула CnH2n -МЕТАН
Химия (Шпаргалка)
Метан C2 H6 Этан C3 H8 Пропан C4 H10 Бутан C5 H12 Пентан C6 H14 Гексан C7 H16 Гептан C8 H18 Октан C9 H20 Нонан C10 H22 Декан 1.Все атомы, образ. молекулы орган. вещ-в, связаны в опред. послед. согласно их валентностям.
Химия
Вопросы Гомологические ряды Алканы Алкены Алкины Общее понятие Общая формула 2n+2 2n-2 Тип гибридизации Число сигма связей 4.Наличие других видов связи
Таблица по разделу Органическая химия
Предельные углеводороды . Непредельные углеводороды . Ароматические или Арены Алканы Циклоалканы Алкены Диеновые Алкины 1.Общая формула CnH2n -МЕТАН
Попутный и природный нефтяные газы
Газы нефтяные попутные – это природные газы, сопровождающие нефть и выделяющиеся при ее добыче. Характерной особенностью состава газов нефтяных попутных является наличие в них, кроме метана, также этана, пропана, бутанов и паров более тяжелых углеводородов. Во многих газах нефтяных попутных присутствуют сероводород и негорючие компоненты: азот, углекислый газ, а также редкие газы – He, Ar.
Метан
Наиболее важный представитель органических веществ в атмосфере. Природа естественных и антропогенных источников метана. Доли отдельных источников в общем потоке метана в атмосферу. Повышение температуры атмосферы.
Комплекс Метан
Лабораторная работа Комплекс «Метан» Цель работы: изучить назначение, устройство, взаимодействие составных частей и принцип действия комплекса "Метан" как самостоятельной газовой защиты (АГЗ) шахты.
Хлорирование метана
Министерство Образования и Науки РФ Казанский Государственный Технологический Университет Кафедра Общей Химической Технологии Реферат по курсу: Технология химических производств
Хлорирование метана
Процесс совместного получения хлорметанов в реакторе со стационарным или псевдоожиженным слоем катализатора. Технологическая схема процесса хлорирования метана. Составление материального баланса процесса. Технологические, технико-экономические показатели.
работа
Таким образом, путем фотосинтеза в растениях происходит накопление сложных органических веществ. Естественно, что растения в большей мере, чем животные, служат первоисточником получения органических веществ
Российский рынок стероидов
Если взять справочник «Анаболические стероиды» известного американского эксперта в области бодибилдинга Билла Филиппса, то там можно найти описание нескольких сотен стероидных препаратов, распространенных на Западе. Российский же рынок стероидов в этом смысле намного беднее. Нет, при желании и здесь, в России, можно раздобыть такие штучки как анадрол-50 (он же-оксиметалон, он же-пленастрил) или анавар (он же-оксандролон), однако если в арсенале тамошних качков эти препараты стоят на первых местах, то для нас это - скорее экзотика.
Климат и озера Титана
Астрономам впервые удалось зарегистрировать свет, отраженный от поверхности жидких озер Титана. По словам исследователей, это не только красиво, но и является очередным подтверждением наличия на поверхности сатурнианского спутника жидких углеводородов.
Газ из угольных пластов
В феврале 2010 года в Кузбассе, на Талдинском месторождении, ОАО «Газпром» впервые в России ввело в эксплуатацию промысел по добыче метана из угольных пластов.
Газ
Газом чаще всего мы называем метан, который горит синим пламенем в горелке кухонной плиты. Добывают его из подземных газовых месторождений в Сибири и в Средней Азии, вблизи Каспийского моря и даже под его дном.
Природный газ
Природный газ - одно из важнейших горючих ископаемых , занимающие ключевые позиции в топливно-энергетических балансах многих государств , важное сырьё для химической промышленности.
Полисахариды
Физико-химические свойства, получение и применение полисахаридов – крахмала, целлюлозы.
Химический этап эволюции биосферы
Все процессы, происходящие на нашей планете, как природные, так и антропогенные - по сути своей представляют движение химических элементов, превращение, преобразование их соединений.
Брожение
Брожение, ферментативное расщепление органических веществ, преимущественно углеводов. Может осуществляться в организме животных, растений и мн. микроорганизмов без участия или с участием О2 (соотв. анаэробное или аэробное брожение).
Газ – соперник бензина
В тридцатые годы прошлого века англичанин Барнетт получил патент на газовый двигатель, а в 1860 году француз Э. Ленуар построил мотор, работающий на смеси воздуха и газа. Такой выбор горючего никого не удивил – бензина еще не было.
Природній і супутній нафтові гази
РЕФЕРАТ на тему: Природній і супутній нафтові гази Природні і супутні нафтові гази, нафта і кам’яне вугілля – основні джерела вуглеводнів. До недавнього часу ці горючі матеріали використовувалися головним чином як енергоносії.