Câu hỏi: Tính chất hóa học của metan CH4 Show Lời giải: - Metan có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học như sau: 1. Tham gia phản ứng thế với halogen clo, brom -Metan phản ứng vớiHalogen cho ra dẫn xuất halogen và hidro halogenua.Ví dụ đối với Cl: CH4+ Cl2→ CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2→CH2Cl2+ HCl CH2Cl2+ Cl2→ CHCl3+ HCl CHCl3+ Cl2→CCl4+ HCl 2. Phản ứng với hơi nước tạo ra khí CO CH4 + H2O = CO + H2O (Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ 1000, Chất xúc tác Ni). 3. Phản ứng cháy với oxi - Phản ứng cháy hoàn toàn: CH4+ 2O2→ CO2+ 2H2O + Q Q= −891 kJ/mol ở 25oC, 1 atm -Phản ứng cháy không hoàn toàn: Được dùng trong sản xuất fomanđehit, bột than, khí đốt,… (đốt trong điều kiện thiếu không khí) 4. Phản ứng phân hủytạo ra axetilen -Metan bị nhiệt phân bằng cách nung nóng nhanh metan với một lượng nhỏoxiở nhiệt độ khoảng 1500oC(ΔH= 397kJ/mol) -Oxi được dùng để đốt cháy 1 phần metan, cung cấp thêm nhiệt cho phản ứng. Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về metan nhé! 1. Khí metan là gì?-Khí metan hay còn có tên gọi khác là khí bùn ao, có kí hiệu là CH4. -Chúng là thành phần chính của khí dầu mỏ, có trong tự nhiên khá nhiều, và được tạo ra trong quá trình chế biến, chưng cất hay sản xuất khí dầu mỏ, xuất hiện nhiều trong các gia đình (như trong các bình gas). -Metan (CH4) là một hydrocacbon nằm trong dãy đồng đẳng của ankan. Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí và rất ít tan trong nước. -Công thức phân tử: CH4. -Công thức cấu tạo:
-Danh pháp + Tên quốc tế: CH4có tên gọi là metan. + Tên gốc Ankyl: CH3- có tên gọi là metyl. 2. Những tính chất vật lí của khí metan CH4-Metan là một chất khí không màu, không mùi, không vị. -Đây là một khí rất độc và dễ bắt cháy, tạo ra lửa có màu xanh. -CH4hóa lỏng khi ở -162°C, còn hóa rắn ở -183°C. -Điểm bốc cháy: 537 °C. -Khối lượng riêng của metan: 0.717 kg/m3 -Đây là chất không có khả năn hòa tan trong các dung môi phân cực vì không có sự liên kết giữa các hidro, chúng chỉ tan trong dung môi không phân cực. -CH4không có tính dẫn điện. Nhận biết: + Cách 1: Đốt cháy khí metan rồi cho sản phẩm vào dung dịch Ca(OH)2. Hiện tượng xuất hiện kết tủa vẩn đục trắng, ta sẽ nhận biết được khí metan. + Cách 2: Cho khí metan tác dụng với clo dưới ánh sáng. Sau đó cho quỳ tím ẩm vào, quỳ hóa đỏ, ta sẽ nhận biết được khí metan. 3. Điều chế* Trong công nghiệp -Metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ. * Trong phòng thí nghiệm - Khi cần một lượng nhỏ metan, người ta nung natri axetat với vôi tôi xút, hoặc có thể cho nhôm cacbua tác dụng với nước: 4. Ứng dụngMetan được ứng dụng rất nhiều trong đời sống và sản xuất: -CH4 được dùng làm nhiên liệu -CH4 là một nhiên liệu không thể thiếu trong đời sống, đặc biệt chúng có trong khí gas. Khi nấu bằng khí gas hay đồ sưởi ấm giúp bạn giảm bớt lượng thải CO, CO2ra ngoài không khí thay vì dùng bằng than hay củi. Ứng dụng trong ngành công nghiệp -Metan tham gia nhiều trong các phản ứng hóa học ở nhiều dạng khác nhau: rắn, lỏng, khí.Trong các ngành công nghiệp hóa học, metan là nguyên liệu tạo ra một số chất quan trọng nhưhydro,methanol,axit axeticvàanhydrit axetic. Câu hỏi: Nêu các tính chất hóa học của metan? Trả lời: Metan có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học như: *Phản ứng thế với halogen clo, brom Mêtan phản ứng vớiHalogen cho ra dẫn xuất halogen và hidro halogenua. Ví dụ đối với Cl: Metan phản ứng với Clotrong ánh sáng khuếch tán theo nhiều giai đoạn: CH4+ Cl2→ CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2→CH2Cl2+ HCl CH2Cl2+ Cl2→ CHCl3+ HCl CHCl3+ Cl2→CCl4+ HCl *Phản ứng với hơi nước tạo khí CO CH4 + H2O → CO + H2O Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ 100oC, Chất xúc tác Ni *Phản ứng cháy với oxi Phản ứng cháy hoàn toàn: CH4+ 2O2→ CO2+ 2H2O + Q Q= −891 kJ/mol ở 25oC, 1 atm Phản ứng cháy không hoàn toàn: Được dùng trong sản xuất fomanđehit, bột than, khí đốt,… (đốt trong điều kiện thiếu không khí). *Phản ứng phân hủytạoaxetilen Metan bị nhiệt phân bằng cách nung nóng nhanh metan với 1 lượng nhỏoxiở nhiệt độ khoảng 1500oC: (ΔH= 397kJ/mol) Oxi được dùng để đốt cháy 1 phần metan, cung cấp thêm nhiệt cho phản ứng. Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu thêm kiến thức về khí Metan nhé! 1. Khí Metan là gì?Khí metan (methane) hay còn có tên gọi khác là khí bùn ao, được kí hiệu là CH4trong hóa học. Là một hidrocacbon nằm trong dãy đồng đẳng akan. Chúng là thành phần chính của khí dầu mỏ, có trong tự nhiên khá nhiều. Metan được tạo ra trong quá trình chế biến, chưng cất hay sản xuất khí dầu mỏ. Chính vì vậy nó cũng xuất hiện trong gia đình của bạn vì nó có trong các bình gas. 2. Lịch sử hình thành khí Metan+ Năm 1776
Nhà vật lý Alessandro Volta đã xác định khí Methane có tồn tại ở những đầm lầy của hồ Maggiore ở Ý và Thụy Sĩ vào tháng 11 năm 1776. Lý do để nhà vật lý này tìm kiếm chất khí này là do ông đã đọc một bài báo của Benjamin Franklin viết về loại không khí dễ cháy. Volta đã tiến hành thu thập loại khí này từ đầm lầy. Và 2 năm sau đó ông đã cô lập được 1 loại khí gas tinh khiết đồng thời chứng minh rằng chất khí này rất dễ cháy. + Năm 1866 Tên gọi Methane chính thức được ra đời bắt nguồn từ methanol do nhà hóa học người Đức August Wilhelm von Hofmann đặt tên. + Năm 1750 và đến năm 1998 Chất khí Methane trong khí quyển có gây hiệu ứng nhà kính. Mật độ của chất khí đã tăng khoảng 150% từ những năm 1750 và đến năm 1998, mật độ xuất hiện trung bình của CH4 trên bề mặt Trái Đất là 1745 ppb. Mật độ khí Methane ở bán cầu Bắc cao hơn những nơi khác vì ở đó có nhiều nguồn mêtan hơn (kể cả từ nguồn thiên nhiên lẫn nhân tạo). Mật độ của Methane thay đổi theo từng mùa và thấp nhất vào cuối mùa hè. Ở mức áp suất lớn như ở bên dưới đáy đại dương, chất khí Methane kết hợp với nước tạo ra một dạng sàng rắn có tên gọi là mêtan hydrat. Có lẽ rất nhiều khối lượng khí mêtan bị giữ lại ở dưới dạng này tại đáy biển. Sự giải phóng một cách đột ngột của 1 thể tích lớn khí Methane từ những nơi đó vào bầu khí quyển được xem là một giả thuyết về nguyên nhân dẫn tới các hiện tượng Trái Đất nóng lên trong quá khứ xa hay đỉnh cao là khoảng 55 triệu năm về trước. Các nhà khoa học đã ước tính trữ lượng quặng metan hydrat dưới đáy các đại dương vào khoảng 10 triệu triệu tấn (10 exagram). Giả thuyết rằng nếu như nhiệt độ Trái Đất tăng lên đến một nhiệt độ nhất định thì toàn bộ lượng metan tích trữ này này nếu một lần nữa bị giải phóng đột ngột vào bầu khí quyển có thể khuếch đại hiệu ứng nhà kính và làm Trái Đất nóng lên nhiều lần đến mức chưa từng có. 3. Tính chất vật lý của metan + Metan là chất khí không màu không mùi, không vị. Chúng rất độc và dễ bắt cháy, tạo ra lửa màu xanh. + CH4hóa lỏng khi ở −162 °C,hóa rắn ở−183 °C + Điểm bốc cháy là 537 °C + Khối lượng riêng của metan là0.717 kg/m3 + Metan không có khả năng hòa tan trong các dung môi phân cực vì không có sư liên kết giữa các hidro, chúng chỉ tan trong dung môi không phân cực. + CH4không có tính dẫn điện. 4. Khí metan sinh ra từ đâu?Đây là một loại khí không màu, không vị và không mùi khi ở điều kiện tiêu chuẩn. Và đặc biệt, khí metan rất dễ cháy. Với đặc điểm như vậy, khí metan sinh ra từ đâu? Khí metan được sinh ra từ quá trình sinh học quen thuộc như từ sự men hóa trong đường ruột của các loài động vật, sự phân giải kị khí của đất khi ở điều kiện ngập nước… Đồng thời, khí metan cũng được tạo ra từ những cơ cháy rừng hay các phản ứng đốt nhiên liệu hóa thạch. Đặc biệt, đây là một trong những thành phần chính của khí tự nhiên, khí dầu mỏ… Vì thế, nó được tạo ra từ các phản ứng trong quá trình chế biến dầu mỏ và chưng cất than đá. 5. Khí Metan có độc hay không?- Methane là khí không độc, tuy nhiên đây là chất khí rất dễ bắt lửa và có thể tạo thành hỗn hợp dễ nổ với không khí. Methane lại phản ứng mạnh với chất có tính oxy hóa, halogen, và một số hợp chất hóa học chứa halogen. - Methane cũng gây ngạt nguy hiểm cho con người khi thao tác sử dụng nó trong một không gian kín. Nó sẽ gây ngứa khó chịu nếu nồng độ oxy trong không khí xung quanh giảm xuống dưới 16%. |
