Metan (công thức hóa học là CH4) là thành phần chủ yếu của khí gas mà chúng ta đang sử dụng. Vậy khí metan là gì? Cùng tò mò trạng thái tự nhiên, tính chất, ứng dụng và phương pháp điều chế metan trong bài viết dưới đây.
Bạn đang xem: Tính chất vật lý của metan là
Trong phân tử metan chỉ tất cả 4 liên kết đơn.
Những hiđrocacbon mạch hở, phân tử chỉ có link đơn hệt như metan điện thoại tư vấn là ankan, bí quyết chung là CnH2n+2, cùng với n ≥ 1
Tính hóa học vật lý của metan
Metan (CH4) có những tính chất vật lý sau đây:
Metan là 1 trong chất khí ko màu, ko mùi, ko vị, ít tan vào nước.
Tỉ khối của metan với bầu không khí là dCH4/kk = 16/29.
Đây là một trong những khí khôn xiết độc với dễ bắt cháy, tạo thành lửa bao gồm màu xanh.
CH4 hóa lỏng khi ở -162°C, còn hóa rắn sinh sống -183°C.
Điểm bốc cháy: 537 °C.
Khối lượng riêng rẽ của metan: 0.717 kg/m3
Metan không có công dụng hòa tan trong số dung môi phân cực vì không tồn tại sự liên kết giữa những hidro, chúng chỉ chảy trong dung môi ko phân cực.
CH4 không tồn tại tính dẫn điện.
Tính hóa chất của metan
Thực tế, khí metan có khá nhiều tính hóa chất khác nhau. Mặc dù nhiên, metan tất cả 2 tính chất cơ bạn dạng và nổi bật nhất, đó là khả năng tác dụng cùng với oxi và clo theo từng đk phản ứng không giống nhau.
Tác dụng với oxi
Thí nghiệm: Đốt metan cùng với oxi
Hiện tượng:
Sau khi đốt, có các giọt nước bé dại bám bên trên thành ống nghiệm.
Đổ dung dịch nước vôi vào vào ống nghiệm sau khi đốt thấy dung dịch xuất hiện thêm vẩn đục màu sắc trắng.
Ống nghiệm lạnh lên.
Kết luận:
Khí metan cháy chế tạo ra thành khí cacbonic, khá nước.
Phản ứng tỏa nhiều nhiệt.
Phương trình hóa học: CH4(k) + 2O2(k) →CO2(k) + 2H2O(h) (điều khiếu nại nhiệt độ)
Chú ý: Hỗn phù hợp một thể tích khí metan với hai thể tích khí oxi là tất cả hổn hợp gây nổ mạnh.
Tác dụng với clo
Thí nghiệm: Cho hỗn hợp khí metan với clo bội nghịch ứng cùng với nhau trong bình kín, đk có chiếu sáng.
Hiện tượng:
Ban đầu các thành phần hỗn hợp khí gồm màu đá quý của clo. Sau 1 thời gian, màu xoàn nhạt dần dần rồi mất đi.
Thêm nước rồi nhúng quỳ tím vào trong bình thấy quỳ tím đưa sang màu đỏ.
Kết luận:
Metan đã phản ứng cùng với clo khi tất cả ánh sáng, thành phầm thu được sau phản bội ứng bao gồm tính axit nên khi cho quỳ tím ẩm vào thì quỳ tím đưa đỏ.
Phương trình hóa học: CH4 + Cl2 → HCl + CH3Cl (clo metan)
Ở phản bội ứng này, nguyên tử hidro của metan được sửa chữa bởi nguyên tử clo, bởi vậy được điện thoại tư vấn là phản nghịch ứng thế. Nếu cần sử dụng dư khí clo, cục bộ nguyên tử hidro bao gồm trong phân tử metan hoàn toàn có thể bị thay thế hết do nguyên tử clo.
Điều chế khí metan như thế nào?
Có nhiều cách để điều chế metan, nhưng hóa học khí này thường được pha trộn và ứng dụng nhiều độc nhất vô nhị trong hai môi trường xung quanh phổ biến: phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.
Điều chế metan trong chống thí nghiệm
Một số cách phổ biến điều chế CH4 trong phòng thí nghiệm như sau:
Khi cần một lượng bé dại khí metan, fan ta nung natri axetat thông thường với vôi tôi xút, hoặc điều chế bằng cách cho nhôm cacbua tác dụng với nước.
Điều chế CH4 tự nhôm cacbua:Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4
Phản ứng muối natri axetat cùng với xút tạo khí metan (nhiệt phân muối natri của axit cacboxylic):CH3–COONa + NaOH →(CaO, nhiệt độ) Na2CO3 + CH4
Cách pha chế metanol bởi phản ứng cùng hidro vào cacbon:C + 2H2 →(nhiệt độ, Ni) CH4
Cách pha chế CH4 trường đoản cú khí CO:CO + 3H2 →(nhiệt độ) H2O+CH4
Hoặc pha chế CH4 bằng cách khử các dẫn xuất methyl của các halogen, ancol giỏi carbonyl.
Điều chế metan vào công nghiệp
Trong công nghiệp, Metan và những đồng đẳng được tách trường đoản cú khí vạn vật thiên nhiên và dầu mỏ. Đây là cách điều chế CH4 dễ dãi và lập cập nhất.
Ứng dụng của khí metan
Metan là một trong những loại nguyên liệu đặc trưng không thể thiếu thốn trong quá trình sản xuất công nghiệp và sinh hoạt hàng ngày của nhỏ người.
Ứng dụng trong nhiên liệu
Nhờ kĩ năng sinh sức nóng cao, metan vươn lên là nhiên liệu đặc biệt được con bạn lựa lựa chọn và áp dụng để tiếp tế điện năng, hỗ trợ sưởi ấm hay làm nhiên liệu cho những loại động cơ ô tô.
Metan làm nhiên liệu cho các lò nướng, thành công hay thứ nước nóng, lò nung,... Với hiệ tượng đốt cháy oxy để hình thành nhiệt.
Metan nhập vai trò quan trọng trong việc phát năng lượng điện khi đốt nó như một nhiên liệu trong tuabin khí. Trong nhà máy sản xuất nhiệt điện, metan dùng làm nhiên liệu phối hợp với than chế tạo ra kết quả tốt, đồng thời sút thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường.
Vì hàm lượng khí metan vào khí mỏ rất có thể đạt đến cả 98%, buộc phải nó có thể dùng để gia công nhiên liệu cho các loại bộ động cơ ôtô.
Tuy nhiên, khí metan than và những loại xăng dạng khí khác có mức năng lượng ở thể tích thấp. Vào điều kiện bình thường thì mức nhiệt độ lượng cháy của một lít khí metan than nằm khoảng tầm 33-36 kJ. Trong lúc đó, nhiệt độ lượng chiếm được sau quy trình cháy của một lít xăng lại tại mức 31.400 kJ, lớn hơn 1000 lần so với khí metan than. Vì chưng vậy, những nhà nghiên cứu có thể khẳng định khí metan than rất có thể làm nhiên liệu động cơ ôtô ở dạng nén hay hóa lỏng.
Các phân tích về nghiên cứu và phân tích tính độc của ô tô chạy bằng khí đã cho biết kết quả giỏi khi ráng nhiên liệu xăng bằng khí metan than. Nhân tố khí độc thải (tính g/km) phân phát thải ra môi trường giảm đi các lần: oxit cacbon 5-10 lần, hydrocarbon – 3 lần cùng nhóm khí that oxit nitơ – vào 1,5 -2,5 lần…
Ngoài ra, ở các nơi, metan có cách gọi khác là “khí thiên nhiên” - được lắp đặt các hệ thống đường ống mang tới từng nhà nhằm sưởi nóng và làm bếp ăn.
Ứng dụng trong công nghiệp
Khí metan hiện thời được ứng dụng trong vô số phản ứng hóa công nghiệp không giống nhau và được vận chuyển an ninh dưới dạng khí hóa lỏng.
Trong hóa công nghiệp, metan là nguyên liệu chính để thêm vào ra những chất hydro, methanol, các loại axit axetic và anhydrit axetic.
Metan là vật liệu để pha trộn ra H2 theo phương trình:
CH4 + H2O (t°, xt) → CO2 + H2
Metan là nguyên liệu chính nhằm điều chế bột than và những chất hóa học khác ví như metanol, anhydride axetic giỏi axit axetic…
Bài tập về metan - SGK hóa học 9 kèm lời giải
Từ những kiến thức trên, các bạn cùng áp dụng những kỹ năng đó để giải một trong những bài tập sau.
Giải bài xích 2 Hoá 9 SGK trang 116
Trong các phương trình hóa học sau, phương trình chất hóa học nào viết đúng? Phương trình hóa học nào viết sai?
a) CH4 + Cl2 → CH2Cl2 + H2 (ánh sáng)
b) CH4 + Cl2 → CH2 + 2HCl (ánh sáng)
c) 2CH4 + Cl2 → 2CH3Cl + H2 (ánh sáng)
d) CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl (ánh sáng)
Gợi ý đáp án:
Phương trình hóa học viết chính xác là trường vừa lòng d. Các trường hợp còn lại đều sai.
Giải bài xích 3 SGK Hóa 9 trang 116
Đốt cháy trọn vẹn 11,2 lít khí metan (đktc). Hãy tính thể tích khí oxi cần dùng với thể tích khí cacbonic tạo ra thành. Biết thể tích các khí đo sinh hoạt đktc.
Gợi ý đáp án:
nCH4 = 11,2/22,4 = 0,5 mol
Phương trình bội nghịch ứng:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Theo phương trình: nO2 = 2 x nCH4 = 2 x 0,5 = 1 mol.
nCO2 = nCH4 = 0,5 mol.
VO2 = 1 x 22,4 = 22,4 lít.
VCO2 = 0,5 x 22,4 = 11,2 lít.
Giải bài 4 trang 116 SGK Hóa 9
Có một hỗn hợp khí bao gồm CO2 và CH4. Hãy trình bày cách thức hóa học để:
a) thu được khí CH4.
b) nhận được khí CO2.
Gợi ý đáp án:
Phương pháp hóa học để:
a) thu được khí CH4:
Dẫn tất cả hổn hợp khí qua hỗn hợp Ca(OH)2 dư, khí CO2 bị duy trì lại vì chưng phản ứng tạo thành CaCO3, khí bay ra khỏi dung dịch là CH4 có lẫn tương đối nước yêu cầu dùng CaO có tác dụng khô nhằm thu được CH4 tinh khiết. Ta có PTHH như sau:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O.
Xem thêm: Bài Thơ "Nam Quốc Sơn Hà" Là Của Ai? Bài Thơ Nam Quốc Sơn Hà Là Của Ai
b) mang đến CaCO3 thu được ở trên tác dụng với hỗn hợp HCl loãng ta đã thu được khí CO2. Làm lạnh dừng tụ nước vẫn thu được CO2 tinh khiết/ Ta có PTHH như sau:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
Bài viết trên đây đã cung ứng đầy đủ thông tin về metan là gì, khái niệm, trạng thái, tính chất, giải pháp điều chế và vận dụng của hóa học khí này trong cuộc sống. Mong muốn những tin tức này sẽ giúp bạn bao gồm thêm đầy đủ kiến thức có lợi và áp dụng chúng trong học tập tập tương tự như thực tiễn.