Metan

Skocz do: nawigacji, szukaj
Nazewnictwo Ogólne informacje Wzór sumaryczny CH4 Masa molowa 16,04 g/mol Wygląd bezbarwny i bezwonny gaz[3] Identyfikacja Numer CAS 74-82-8 PubChem 297[4]
Zwroty R R12 Zwroty S S2, S9, S16, S33 NFPA 704
4
2
0
 
Temperatura zapłonu −188 °C Temperatura samozapłonu 537 °C Numer RTECS PA1490000 Podobne związki Pochodne alkanowe tetrachlorometan
trifluorometan
chloroform
jodoform Podobne związki etan
propan
silan Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) Multimedia w Wikimedia Commons Hasło metan w Wikisłowniku
Metanomierz stosowany w górnictwie

Metan (gaz błotny, gaz kopalniany), CH4 – organiczny związek chemiczny, najprostszy węglowodór nasycony (alkan). Jest palnym gazem. Z powietrzem i tlenem tworzy wybuchowe mieszaniny[3].

Jest stosowany jako paliwo oraz substrat w syntezie organicznej[3].

Budowa cząsteczki

Cząsteczka metanu ma kształt tetraedru (czworościanu foremnego). Atom węgla wykazuje hybrydyzację sp3. Powstałe orbitale tworzą wiązania z czterema atomami wodoru. Wszystkie te wiązania są równocenne (kąty pomiędzy wiązaniami wynoszą 109°28') i bardzo słabo spolaryzowane[3], co w połączeniu z brakiem wolnych par elektronowych jest powodem względnej trwałości chemicznej tego związku.

Występowanie

W przyrodzie powstaje w wyniku beztlenowego rozkładu szczątków roślinnych (na bagnach lub mokradłach). Stanowi główny składnik gazu ziemnego, towarzyszącego złożom ropy naftowej i węgla kamiennego. Jego stosunkowo duża ilość (ok. 15%) powstaje w wyniku rozkładu nawozów zwierzęcych[3].

Otrzymywanie

Skala laboratoryjna

Do celów laboratoryjnych metan można otrzymać w wyniku prażenia octanu sodu z wodorotlenkiem sodu[3]:

CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3

Inną metodą jest hydroliza węgliku glinu[3]:

Al4C3 +12H2O → 3CH4 + 4Al(OH)3

lub działanie kwasu chlorowodorowego na węglik glinu[3]:

Al4C3 +12HCl → 3CH4 + 4AlCl3

Skala przemysłowa

Na skalę przemysłową otrzymuje go się z gazu ziemnego, a także podczas przeróbki ropy naftowej i węgli kopalnych[3].

Właściwości

Nie reaguje z rozcieńczonym kwasem nadmanganowym ani z wodą bromową. Reaguje (w obecności światła) z chlorem lub bromem wedłg schematu[3]:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

Ulega dehydrogenacji w temperaturze powyżej 1000 °C[5]:

W zależności od dostępu tlenu może ulegać wszystkim 3 reakcjom spalania[3]:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O
CH4 + O2 → C + 2H2O

Wpływ na atmosferę

Metan jest gazem cieplarnianym, którego potencjał cieplarniany jest 72 krotnie większy niż dwutlenku węgla (w skali 20 lat) lub 25 (w skali 100 lat)[6], a średnia zawartość w atmosferze wynosi 1,7 ppm (w ciągu minionych dwustu lat wzrosła ponad dwukrotnie)[7].

Metan wpływa także w niewielkim stopniu na degradację ozonosfery[8].

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 CRC Handbook of Chemistry and Physics. David R. Lide (red.). Wyd. 90. Boca Raton: CRC Press, 2009. ISBN 9781420090840. 
  2. ↑ Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji wg załącznika I Dyrektywy 67/548/EWG: Metan (pol.) w bazie European chemical Substances Information System. Instytut Ochrony Zdrowia i Konsumenta. [dostęp 2010-08-23].
  3. ↑ 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 Podręczny słownik chemiczny. Romuald Hassa, Janusz Mrzigod, Janusz Nowakowski (redaktorzy). Wyd. I. Katowice: Videograf II, 2004, s. 242-243. ISBN 83-71-83-240-0. 
  4. ↑ Metan – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  5. ↑ A. E. Cziczibabin: Podstawy chemii organicznej. T. 1. Warszawa: PWN, 1957, s. 167. 
  6. ↑ IPCC Fourth Assessment Report, Working Group 1, Chapter 2
  7. ↑ Climate Change 2001: Working Group I: The Scientific Basis. 6.3.3 Halocarbons (ang.). UNEP/GRID-Arendal, 2003. [dostęp 2009-05-03].
  8. ↑ D.W. Fahey: Twenty Questions And Answers About The Ozone Layer. United Nations Environment Programme. Ozone Secretariat, 2002, s. Q.12. [dostęp 2010-10-15].