Table of Contents
Trong tự nhiên, chúng ta có thể tìm thấy khí metan trong các nguồn hóa thạch, khí đá và trong ruộng trồng. Nó đóng vai trò quan trọng trong tác động khí hậu và cần được kiểm soát để giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường vì là một khí nhà kính mạnh. Để kiểm soát nó, chúng ta cần phải biết tính chất hóa học của metan là gì? Các phản ứng hóa học và phương trình của khí metan với các chất? Cũng như cách điều chế khí metan trong phòng thí nghiệm như thế nào? Mọi thắc mắc sẽ được VOH Giáo dục giải đáp chi tiết cho các em học sinh qua bài viết sau đây:
Giới thiệu chung về khí metan
Metan (methane, hay gọi là khí bùn ao) là hydrocarbon đơn giản nhất của nhóm ankan. Công thức tổng quát: CH4 . Công thức phân tử:
Mêtan là thành phần chính của khí tự nhiên, khí dầu mỏ. Nó được tạo ra trong quá trình chế biến dầu mỏ, chưng cất sản xuất khí dầu mỏ.
Tên gốc Ankyl: khi lấy 1 hidro từ metan, gốc hidrocacbon gọi theo tên ankan nhưng đổi an thành yl: Metyl
Tính chất vật lí của metan
Ở điều kiện tiêu chuẩn, mêtan là chất khí không màu, không mùi, không vị, độc hại và rất dễ cháy tạo ngọn lửa màu xanh da trời.
Nhiệt độ hóa lỏng: −162 °C,
Nhiệt độ hóa rắn: −183 °C,
Khối lượng riêng 0.717 kg/m3
Metan không tạo ra các liên kết hiđro và vì vậy không hòa tan trong các dung môi phân cực như nước, chỉ tan trong dung môi không phân cực. Metan không có tính dẫn điện
Tính chất hóa học của metan
Các tính chất hóa học quan trọng của metan mà bạn cần nhớ là phản ứng thế với halogen clo, brom, phản ứng với hơi nước tạo khí hidro, phản ứng cháy với oxi và phản ứng phân hủy tạo axetilen
Phản ứng thế H bằng halogen
Khi có ánh sáng hoặc nhiệt độ, halogen có thể thế lần lượt từng phân tử H trong metan tạo thành dẫn xuất metyl halogen
Phản ứng có thể tiếp tục để tạo sản phẩm di-, tri-, tetra halogen
Ví dụ: metan tác dụng brom
Br2 + CH4 → CH3Br + HBr
Clo hóa
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
**Khả năng phản ứng của dãy halogen F2 > Cl2 > Br2 > I2
Metan tác dụng với hơi nước .
Phản ứng này dùng để điều chế hidro
Phản ứng oxi hóa (phản ứng cháy)
Là phản ứng quan trọng nhất của metan. Phản ứng tỏa ra rất nhiều nhiệt nên methan được dùng chủ yếu làm nhiên liệu, khí đốt.
Phản ứng phân hủy
Phân hủy tạo thành axetilen ở
Khi tác dụng với khí Clo ở điều kiện nhiệt độ cao, phản ứng phân hủy metan sẽ tạo ra muội than và khí hidro clroua.
Các phương pháp điều chế metan trong phòng thí nghiệm
Điều chế từ nhôm cacbua
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4
Phản ứng muối natri axetat với xút (nhiệt phân muốn natri của axit carboxylic)
CH3–COONa + NaOH
Phản ứng cộng hidro vào cacbon
C + 2H2
Điều chế từ khí CO
CO + 3H2
**Nâng cao
Khử các dẫn xuất metyl của halogen, ancol, carbonyl
* Khử bằng dung dịch HI đặc nồng độ 80% ở
CH3-OH + 2HI
CH3I + HI P
Thủy phân hợp chất cơ kim
Zn(CH3)2 + H2O → CH4 + Zn(OH)2
*Điều chế hợp chất cơ magie (Grignard):
2Zn + 2CH3I
Như vậy trên đây là toàn bộ chia sẻ về tính chất hóa học của metan và phương pháp điều chế metan trong phòng thí nghiệm. Hi vọng rằng đây sẽ là những thông tin hữu ích và cần thiết đối với những ai quan tâm tới hợp chất hữu cơ này.