Химические свойства метана

Метан способен вступать в реакции:

- замещения;

- полного окисления;

- конверсии (каталитическое превращение метана в синтез-газ с целью дальнейшей переработки).

Метан - первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью.

Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al₂O₃ при 800-900^оC или без катализатора при 1400-1600^оC; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида.

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 33,066 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 4,4% до 17%. Температура кипения −161,5^oС (при нормальном давлении).

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно-радикальному механизму:

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

2 CH₄ → C₂ H₂ + 3H₂

Реакция горения метана:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30-90 атм. по цепному радикальному механизму:

CH₄ + 3[O] → HCOOH + H₂O

Метан образует соединения включения - газовые гидраты, широко распространенные в природе.

В настоящее время конверсия метана является основным промышленным методом получения водорода и технологических газов для синтеза аммиака, спиртов и других продуктов.