Метан: характеристика, физические и химические свойства, применение

Алканы – это предельные углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями. Состав их отражает общая формула С_nH_2n+2

Первые четыре алкана – газообразные вещества, следующие одиннадцать – жидкости, а начиная с гексадекана – твердые вещества.

Молекула первого члена гомологического ряда алканов – метана – имеет тетраэдрическиое строение. Метан не имеет запаха, поэтому для того, чтобы обнаружить утечку бытового газа, основу которого и составляет метан, к нему добавляют резко пахнущие органические соединения.

Основным химическим свойством предельных углеводородов, определяющим их использование в качестве топлива, является реакция горения:

CH₄ + 2O₂ CO₂ + 2H₂O + Q

Для алканов, как для предельных углеводородов, наиболее характерны реакции замещения:

CH₄ + Cl₂ CH₃Cl + HCl,

^{хлорметан}

CH₃Cl + Cl₂ CH₂Cl₂ + HCl,

^{дихлорметан}

CH₂Cl₂ + Cl₂ CHCl₃ + HCl,

^{трихлорметан}

CHCl₃ + Cl₂ CCl₄ + HCl,

^{тетрахлорметан}

Реакция галогенирования метана протекает по цепному радикальному механизму.

Метан вступает в реакции полного и неполного разложения в зависимости от условий проведения реакции.

При температуре 1000⁰С происходит полное разложение метана. При этом образуется сажа и водород: CH₄ C + 2H₂.

Сажа идет на изготовление типографской краски, а водород для производства аммиака.

Неполное разложение метана проводят при температуре 1500⁰С и резком охлаждении продуктов реакции. В результате этого процесса получают важный углеводород – ацетилен С₂H₂, а так же водород:

2CH₄ C₂ H₂ + 3H₂.