Метан

Узнать стоимость написания работы

Атом углерода в молекуле метана находится в состоянии sp3- гибридизации.В результате перекрывания четырёх гибридных орбиталей атома углерода с s-орбиталями атомов водоорда образуется весьма прочная молекула метана.

Метан-газ без цвета и запаха,легче воздуха,малорастворим в воде.Предельные углеводороды способны гореть,образуя оксид углерода (IV) и воду.Метан горит бледным синеватым пламенем: CH4+2O2=2H2O

В смеси с воздухом (или с кислородом,особенно в соотношении по объему 1:2, что видно из уравнения реакции) метан образует взрывчатые смеси.Поэтому он опасен как в быту (утечка газа через краны),так и в шахтах.При неполном сгорании метана образуется сажа.Так её получают в промышленных условиях.В присутствии катализаторов при окислении метана получают метиловый спирт и формальдегид

При сильном нагревании метан распадается по уравнению:CH4=C+2H2

В печах специальной конструкции распад метана может быть осуществлён до промежуточного продукта-ацителена:

 2CH4=C2H 2+3H2

Для метана характерны реакции замещения.На свету или обычной температуре галогены-хлор и бром-постепенно (по стадиям) вытесняют из молекулы метана водород,образуя так называемые галогенопроизводные.Атомы хлора замещяют атомы водорода в ней с образованием смеси различных соединенний:

CH3Cl-хлорметана (хлористого метила),CH2Cl2-дихлорметана,CHCl3-трихлорметана,CCl4-тетрахлорметана

Из этой смеси каждое соединение может быть выделено.Важное значение имеют хлороформ итетрахлорметан как растворители смол,жиров,каучука и других органических веществ.

Образование галогенопроизводных метана протекают по цепному свободнорадикальному механизму.Под действием света молекулы хлора распадаются на неорганические радикалы:Cl2=2Cl

Неорганический радикал Cl отрывает от молекулы метана атом водорода с одним электроном,образуя HCl и свободный радикал CH3 H H

H:C_| H+Cl=H:C +HCl

H|  H

Cвободный радикал взаимодействует с молекулой хлора Cl2 ,образуя галогенопроизводное и радикал хлора:

CH3+Cl_| Cl=CH3-Cl+Cl

|

Метан при обычной температуре обладает большей стойкостью к кислотам,щелочам и многим окислителям.Однако он вступает в реакцию с азотной кислотой:

 CH4+HNO3=CH3NO2 +H2O

нитрометан

Метан не способен к реакциям присоединения,поскольку в его молекуле все валентности насыщены.

Приведенные реакции замещения сопровождаются разрывом связей C-H.Однако известны процессы,при которых происходит не только расщепление связей C-H,но и разрыв цепи углеродных атомов ( у гомологов метана).Эти реакции протекают при высоких температурах и в присутствии катализаторов.Например:

C4H10+H2 -процесс дегидрогенизации

C4H10-|

C2H6 + C2H4-крекинг

Получение метана.

Метан широко распространён в природе.Он является главной составной частью многих горючих газов как природных (90-98%),так и искусственных,выделяющихся при сухой перегонке дерева ,торфа,каменного угля,а также при крекинге нефти

Метан выделяется со дна болот и из каменноугольных пластов в рудниках,где он образуется при медленном разложении растительных остатков без доступа воздуха,Поэтому метан часто называют болотным газом или рудничным газом

В лабороторных условиях метан получают при нагревании смесси ацетата натрия с гидроксидом натрия:

200 *C

CH3|COONa +NaO|H=Na2CO3 + CH4|

или при взаимодействии карбида алюминия с водой:

 Al4C3 +12H2O=4Al(OH)3 +3CH4|

В последнем случае метан получается весьма чистым.

Метан может быть получен из простых веществ при нагревании в присутствии катализатора: Ni

C+2H2=CH4

А также синтезом на основе водяного газа

Ni

CO+3H2 =CH4 +H2O

Гомологи метана,как и метан ,в лабораторных условиях получают прокаливанием солей соответствующих органических кислот с щелочами.Другой способ-реакция Вюрца , т.е. нагревание моногалогенопроизводных с металлическим натрием,например

 C2H5 |Br+2Na+Br|C2H5= C2H5-C2H5+2NaBr

 

В технике для получения синтетического бензина (смесь углеводородов,содержащих 6-10 атомов углерода) применяют синтез из оксида углерода (II) и водорода в присутствии катализатора (соединения кобальта) и при повышенном давлении.Процесс можно выразить уравнением:

200*С

nCO+(2n+1)H2=CnH2n+2+nH2O

Применение алканов

Благодаря большой теплотворной способности метан в больших количествах расходуется в качестве топлива (в быту-бытовой газ и в промешленности.Широко применяются получаемые из него вещества:водород,ацителен,сажа.Он служит исходным сырьём для получения формальдегида,метилового спирта,а также различных синтетических продуктов

Большое промышленное значение имеет окисление высших предельных углеводородов-парафинов с числом углеродных атомов 20-25.Этим путём получают синтетические жирные кислоты с различной длиной цепи,которые используются для производства мыл,различных моющих средств,смазочных материалов,лаков и эмалей.

Жидкие углеводороды используются как горючее (они входят в состав бензина и керосина).Алканы широко используются в органическом синтезе.

Другие материалы

  • Методика навчання молодших школярів метанню малого м'яча
  • ... та характеру вправ, які використовуються у методиці навчання метання в спорті і методиці навчання метанням, яка традиційно використовується у школах. 2. Методика навчання молодших школярів метанню малого м'яча на основі цілісності техніка метального руху 2.1 Теоретичне обґрунтування ...

  • Методика обучения технике легкоатлетических видов. Метание диска
  • ... слева вперед направо в связи с изменением направления действия силы метателя на диск в момент вылета.   3. Современная методика обучения виду   3.1 Предпосылки к обучению технике Обучать метанию диска следует на твердом грунте, пригодном для выполнения поворотов, или в круге ...

  • Методика обучения технике отдельных видов метаний в лёгкой атлетике (копьё, молот)
  • ... пути дальнейшего совершенствования этого вида легкоатлетического спорта (рис. 1). Рекомендуем подробно рассмотреть «Примерный план обучения технике метания копья». Рис.1. Специальные упражнения метателя копья 2. Методика обучения технике метания молота Метание молота является сложным ...

  • Теория и методика метания копья
  • ... метатель должен занять наиболее выгодное положение, чтобы затем, используя динамическое растягивание мышц, мгновенно перейти к мощному броску. Бросок при метании копья - это сложное движение. Рука, держащая снаряд, проходит по большому пути из-за спины вперед-вверх "через плечо", производя ...

  • Методика обучения метанию копья и гранаты
  • ... малого мяча заменяется метанием копья и гранаты. При необходимости копье можно заменить бамбуковой палкой или дюралевой трубкой, а гранату – палкой, утяжеленной с одного конца. 1. Методика обучения метания копья и гранаты Гранату следует удерживать за самый край ручки, пальцы размещаются ...

  • Основы техники метания копья
  • ... в настоящее время принадлежит норвежке Т. Хаттестад — 68,22 м, он был установлен в 2000 г. 2. Техника метания копья Что собой представляет копье? Это полый металлический снаряд: у мужчин весом — 800 г, у женщин — 600 г. Длина копья у мужчин — 260 см, у женщин — 230 см; расстояние от острия ...

  • Комплекс "Метан"
  • ... СН4, погрешность срабатывания отключающего устройства и аварийной сигнализации по шкале показывающего прибора не более +0,2 % СН4. Состав комплекса "Метан" Комплекс состоит из трёх основных частей (рис. 1. 2): I) стойки приёма информации СПИ-1; 2) анализатора метана АТ1-1, состоящего ...

  • Метан и климат
  • ... (десятки миллионов лет) климатические изменения. Так что для прогнозов на десятки и даже сотни лет искать причины изменений климата в космосе не стоит. Кроме того, чисто космическими причинами не объяснить колебания содержания CO2 в атмосфере, запечатленные растительностью в результате фотосинтеза. ...

  • Разработка урока по теме: "Метан, его строение и валентные состояния атома углерода"
  • ... силы отталкивания, что также приводит к большей устойчивости. Это первое валентное состояние атома углерода. Учащиеся заполняют таблицу в тетрадях: Валентное состояние атома углерода Формула вещества Тип гибридизации Длина связи Угол связи Второе ...

  • Дослідження динаміки розвитку силових показників
  • ... та деякі особливості методики їх вдосконалення у школярів Величезний вплив на динаміку та рівень розвитку силових показників у дітей та підлітків має руховий режим і спеціально спрямована робота з виховання фізичних якостей і, насамперед, сили. Такі заняття суттєво впливають на біохімічні, морфолог ...

  • Обґрунтування параметрів вібродії на мікросорбційний простір вугілля для ефективної десорбції газу
  • ... ї речовини, встановлено вплив конформаційних переходів на параметри дифузії метану у міжпоровому просторі. Встановлено параметри вібродії на мікросорбційний простір вугілля для ефективної десорбції газу. Розроблену методику виконання гірничо-експериментальних робіт з газодинамічного розвантаження мі ...

  • Метод дегазации угольных шахт с помощью сепаратора СЦВ-7
  • ... по дегазации угольных шахт» (РФ). Кроме того, необходимы современные буровые установки для бурения подземных длинных (до 350м) и сверхдлинных (до 1,5-2 км) скважин заданной трассы. «НПО Конструкторское бюро Кочубея» для сепарации шахтного газа, непосредственно на глубине, разработало сепараторы, ...

  • Легкая атлетика. Основные виды легкой атлетики
  • ... Federations). 2. Виды легкой атлетики и их характеристика Легкая атлетика - вид спорта, объединяющий такие дисциплины как: ходьба, бег, прыжки (в длину, высоту, тройной, с шестом), метания (диск, копье, молот, и толкание ядра) и легкоатлетические многоборья. Один из основных и наиболее ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info