CH4 là chất gì?

Khí metan (methane) hay còn có tên gọi khác là khí bùn ao, được kí hiệu là CH₄ trong hóa học. Hãy cùng Toploigiai tìm hiểu thêm về CH₄ qua bài viết dưới đây nhé!

CH₄ là chất gì?

- Khí metan (methane) hay còn có tên gọi khác là khí bùn ao, được kí hiệu là CH₄ trong hóa học.

- Metan – CH₄ là một hidrocacbon nằm trong dãy đồng đẳng akan. Chúng là thành phần chính của khí dầu mỏ, có trong tự nhiên khá nhiều. Metan được tạo ra trong quá trình chế biến, chưng cất hay sản xuất khí dầu mỏ. Chính vì vậy nó cũng xuất hiện trong gia đình của bạn vì nó có trong các bình gas.

Tính chất vật lý của Metan CH₄

- Trong tự nhiên, metan có nhiều trong các mỏ khí (khí thiên nhiên), trong mỏ dầu (khí mỏ dầu), trong các mỏ than (khí mỏ than). 

Tính chất vật lí của CH₄:

+ Meta là chất khí không màu không mùi, không vị. Chúng rất độc và dễ bắt cháy, tạo ra lửa màu xanh.

+ CH₄ hóa lỏng khi ở −162 °C, hóa rắn ở −183 °C

+ Điểm bốc cháy là 537 °C

+ Khối lượng riêng của metan là 0.717 kg/m₃

+ Metan không có khả năn hòa tan trong các dung môi phân cực vì không có sư liên kết giữa các hidro, chúng chỉ tan trong dung môi không phân cực.

+ CH₄ không có tính dẫn điện.

Cấu tạo phân tử

- Trong phân từ metan chỉ có 4 liên kết đơn

- Những hiđrocacbon mạch hở, phân tử chỉ có liên kết đơn giống như metan gọi là ankan, có công thức chung C_nH_2n+2, với n > 0.

Tính chất hóa học của CH₄

Công thức cấu tạo của CH₄

Metan có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học như:

- Phản ứng thế với halogen clo, brom

Mêtan phản ứng với Halogen cho ra dẫn xuất halogen và hidro halogenua.

Ví dụ đối với Cl: Metan phản ứng với Clo trong ánh sáng khuếch tán theo nhiều giai đoạn:

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

- Phản ứng với hơi nước tạo khí CO

CH₄ + H₂O → CO + H2O

Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ 100^oC, Chất xúc tác Ni

- Phản ứng cháy với oxi

Phản ứng cháy hoàn toàn:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q

Q= −891 kJ/mol ở 25^oC, 1 atm

Phản ứng cháy không hoàn toàn: Được dùng trong sản xuất fomanđehit, bột than, khí đốt,…

(đốt trong điều kiện thiếu không khí)

- Phản ứng phân hủy tạo axetilen

Metan bị nhiệt phân bằng cách nung nóng nhanh metan với 1 lượng nhỏ oxi ở nhiệt độ khoảng 1500^oC:

 (ΔH = 397kJ/mol)

Oxi được dùng để đốt cháy 1 phần metan, cung cấp thêm nhiệt cho phản ứng.

Ứng dụng của metan

– Metan là nguyên liệu quan trong trong đời sống và sản xuất vì khi cháy nó tạo ra nhiệt lượng lớn.

– Là nguyên liệu để điều chế H₂.

CH₄ + H₂O (t°, xt) → CO₂ + H₂

– Là nguyên liệu để điều chế bột than và nhiều chất khác như metanol, axit axetic, anhydrit axetic…