Khí metan là gì? Công thức hóa học và Các phản ứng đặc trưng của khí metan

Metan là chất khí quen thuộc trong chương trình hóa học phổ thông và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Vậy khí metan là gì? Công thức hóa học của nó là gì? Và nó có những phản ứng và ứng dụng cụ thể nào? Hãy cũng Tip.edu.vn đi tìm câu trả lời cho câu hỏi khí metan là gì qua bài viết dưới đây.

Khí metan là gì? Công thức hóa học và nguồn gốc của khí mêtan

Khí metan là gì? Công thức hóa học của khí metan

Khí metan là một trong những khí thuộc dãy đồng đẳng của ankan, bên cạnh đó là các khí như etan, propan, butan… Đây là hiđrocacbon đơn giản nhất có công thức hóa học là CH.4. Kí hiệu cho khí mêtan là gì? Dựa vào công thức hóa học, chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy, metan được ký hiệu là CH4 với thành phần gồm 1 nguyên tử Carbon và 4 nguyên tử Hydro. Chúng ta có thể biểu diễn mêtan như sau:

H

|

H – CŨ – H

|

H

Khí metan đến từ đâu?

Nó là một chất khí không màu, không vị và không mùi ở điều kiện tiêu chuẩn. Và đặc biệt, khí mêtan rất dễ cháy. Với đặc điểm như vậy, khí metan được tạo ra từ đâu?

Khí metan sinh ra từ các quá trình sinh học quen thuộc như lên men trong ruột động vật, phân hủy kỵ khí đất trong điều kiện ngập nước… Đồng thời, khí metan còn sinh ra từ các vụ cháy rừng hay phản ứng đốt cháy nhiên liệu hóa thạch.

Đặc biệt, đây là một trong những thành phần chính của khí thiên nhiên, khí dầu mỏ… Do đó, nó được tạo ra từ các phản ứng trong quá trình chế biến dầu khí và chưng cất than.

Các phản ứng đặc trưng và tính chất hóa học của metan

Trong phần đầu tiên, chúng ta đã tìm hiểu metan là gì cũng như công thức hóa học của nó, đồng thời tìm hiểu công thức cấu tạo của metan chỉ có các liên kết đơn giữa Cacbon và Hiđro. Do đó, metan sẽ có những phản ứng đặc trưng và có những tính chất hóa học riêng. Vậy phản ứng đặc trưng của metan là gì?

Khí mêtan phản ứng với ôxy

Khí metan khi phản ứng với oxi được gọi là phản ứng cháy, các sản phẩm tạo ra sau phản ứng này là khí cacbonic và nước. Quá trình đốt cháy metan còn được gọi là quá trình nhiệt phân oxy hóa.

(CH_ {4} + 2O_ {2} rightarrow CO_ {2} + 2H_ {2} O )

Khí mêtan phản ứng với clo

Khi có ánh sáng, metan sẽ phản ứng với clo tạo ra metyl clorua có công thức (CH_ {3} Cl ).

(CH_ {4} + Cl_ {2} rightarrow CH_ {3} Cl + HCl ) (khí)

Tiếp tục cho phản ứng với clo, ta sẽ thu được sản phẩm cuối cùng là metyl halogic và axit halogenua. Đây là một phản ứng gồm nhiều giai đoạn và được gọi là phản ứng Halogen.

Phản ứng phân hủy

Ở nhiệt độ cao, mêtan có thể bị phân hủy tạo ra Cacbon và Cao su]H_ {2}[/latex].

Cụ thể: (CH_ {4} rightarrow C + 2H_ {2} )

Khi phản ứng với khí clo ở nhiệt độ cao (hoặc khi đun nóng), phản ứng phân hủy metan sẽ tạo ra muội than và các axit.

(CH_ {4} + 2Cl_ {2} rightarrow C + 4HCl )

Phản ứng điều chế khí mêtan

Có nhiều cách để điều chế metan trong tự nhiên và trong phòng thí nghiệm. Trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu 6 cách đơn giản và được áp dụng phổ biến nhất hiện nay.

• Điều chế từ nhôm cacbua: (Al_ {4} C_ {3} + 12H_ {2} O rightarrow 4Al (OH) _ {3} + 3CH_ {4} ) (khí ga). Ngoài HCl, chúng ta cũng có thể sử dụng nước để thay thế.
• Phản ứng của xút với CaO ở nhiệt độ cao:

(CH3 – COONa + NaOH rightarrow Na_ {2} CO_ {3} + CH_ {4} ) ↑

• Phản ứng trực tiếp, sử dụng niken làm chất xúc tác: (C + 2H_ {2} rightarrow CH_ {4} )
• Điều chế từ khí CO: (CO + 3H_ {2} rightarrow H_ {2} O + CH_ {4} ) ↑
• Điều chế từ glucose: (C_ {6} H_ {12} O_ {6} rightarrow 3CO_ {2} + 3CH_ {4} )
• Phản ứng crackinh (C_ {3} H_ {8} ): (CH_ {3} -CH_ {2} -CH_ {3} rightarrow CH_ {4} + CH_ {2} = CH_ {2} )

Các ứng dụng của mêtan

Sau khi tìm hiểu metan là gì cũng như các phản ứng hóa học đặc trưng của nó, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về các ứng dụng của nó.

Khí mêtan là một trong những nguyên liệu quan trọng, được sử dụng để sưởi ấm và nấu nướng. Vì so với than đá, loại khí tự nhiên này tỏa nhiệt nhiều hơn và tạo ra ít CO2 hơn. Ngoài ra, metan còn được dùng trong công nghiệp để sản xuất hydro, metanol, axit axetic hoặc anhydrit axetat.

Đây là hai ứng dụng phổ biến và quan trọng nhất của khí metan trong đời sống và trong công nghiệp. Tuy nhiên, khí metan vẫn có những ảnh hưởng nhất định đến sức khỏe con người, vì vậy chúng ta cần sử dụng loại khí này một cách hợp lý và đúng cách.

Vậy là chúng ta đã làm xong với mêtan. Hy vọng qua bài viết này chúng ta đã hiểu được khí metan là gì cũng như các phản ứng hóa học đặc trưng và ứng dụng của nó. Mọi thắc mắc về bài viết metan là gì hãy để lại bình luận bên dưới, chúng ta cùng nhau thảo luận và tìm hiểu nhé.

Xem thêm >>> Xà phòng glycerin là gì? Đặc điểm và cách phân biệt xà phòng glycerin