Metan

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Acest articol este suspect de violarea drepturilor de autor.
Cel puţin o parte apreciabilă din text a fost găsită la adresa/în lucrarea:
http://www.e-referate.ro/referate/Metanul2005-03-18.html
Fragmentul copiat (sau întregul articol) poate fi şters dacă în termen de 7 zile nu se justifică preluarea textului.

Cuprins

[modifică] Generalităţi

Atomul de carbon este hibridizat sp3, molecula de metan avînd conformaţie tetraedrică (verde)
Extinde
Atomul de carbon este hibridizat sp3, molecula de metan avînd conformaţie tetraedrică (verde)

A fost descoperit de A.Volta in 1778 în mîlul bălţilor fiind din această cauză gaz de baltă. Metanul este capul de serie a alcanilor, o hidrocarbură saturată aciclică, în acre atomul ded carbon eset hibridizat sp3, acînd o geometrie tetraedrică de hidrocarburi parafinice. Se găseşte sub formă de zăcăminte naturale în stare destul de pură, la noi în ţară puritatea metanului fiind de 99%, însă se poate întîlni şi în minele de cărbuni unde în amestec cu aerul formează amestecul exploziv numit gaz grizzu (responsabil de exploziile miniere).

[modifică] Metode de sinteză

[modifică] Fermentaţia anaerobă

Metanul se produce prin fermentarea resturilor vegetale sau animale mai ales pe fundul bălţilor, metoda putînd fi folosită şi in cazul epurărilor apelor reziduale din marile oraşe şi nu numai.

[modifică] Gazul de iluminat

În gazul de iluminat obţinut prin distilarea uscată a huilei există un procent de circa de 20-30%. Separarea metanului din gazul de iluminat constituie un izvor pentru obtinerea lui in tarile bogate in zacaminte de carbuni.

[modifică] Metode de laborator

  • Metoda Moissan

are la bază reacţia dintre o carbură (de aluminiu, de beriliu) şi apă

Al4C3 + 12H2O = 3CH4 + 4Al(OH)2.

  • Metoda Dumas

foloseşte ca materie primă acetatul de sodiu (sau de potasiu) prin încălzire cu calce sodată:

CH3-COONa + NaOH = CH4 + Na2CO3

[modifică] Proprietăţi fizico-chimice

Metanul este un gaz incolor, inodor, mai uşor decît aerul. Este foarte puţin solubil în apă (sub 1%), dar solubil în alcool şi eter. Arde cu flacără puţin luminoasă, cu degajare mare de caldură (8560kcal/m3). Amestecul de metan şi oxigen (sau metan şi aer) explodează în prezenţa unei scântei. Aşa se explică exploziile care se produc uneori în minele de cărbuni, unde se găsesc cantităţi însemnate de metan sub formă de gaz grizzu. Acesta are o comportare deosebită faţă de celelalte hidrocarburi, datorita fptului că legătura covalentă existentă în moleculă este foarte stabilă, iar acest fapt influenţează comportamnetul său chimic. Prin arderea completă a metanului cu cantităţi insuficiente de aer, în instalaţii speciale, se obţine „negrul de fum” -- o sursă importantă pentru sintezele chimice (în special cele pentru fabricarea cauciucului). Prin trecerea metanului împreună cu vapori de apă peste catalizatori de aluminiu la o temperatură de circa 850°C se obţine un amestec de oxid de carbon şi hidrogen care poate fi folosit drept „gaz de sinteză”:

CH4 + H20 = CO + 3H2

Acest gaz de sinteză trecut peste un catalizator de fier la 450°C suferă o transformare la nivelul oxidului de carbon, acesta fiind transformat în dioxid de carbon

C O + H_2 O \overleftarrow{\rightarrow} C O_2 + H_2

Atunci cînd catalizatorii nu sunt prezenţi, metanul este stabil pînă la circa 900°C. Prin trecerea metanului prin tuburi de cuarţ la 1000-1200°C se formează, cu randamente relativ mici, acetilenă, etenă, butadienă, dar şi hidrocarburi aromatice de tipul benzenului, xilenuluin antracenului, etc. Ca orice hidrocarbură saturată, metanul poate suferi reacţii de substituţie, reacţiile de halogenare (clorurare) ale metanului fiind cele mai reprezentative din acest punct de vedere. Acestea conduc în final la o compuşi mono-, di-, tri-tetra substituţi, însă mai poate suferi şi reacţii de amonooxidare (tratarea cu amoniac si oxigen, respectiv aer), în urma cărora se formează acid cianhidric (cianurile alcaline, diferite produse intermediare pentru industria materialelor plastice, a fibrelor sintetice, a cauciucului sintetic), sulfura de carbon CS2 (prin tratare cu sulf la 600-700°C, în prezenţa catalizatorilor), nitrarea (se obţine nitrometan, bun dizolvant). Metanul poate suferi şi o oxidare catalitică la temperaturi de 600-700°C, în urma căreia rezultă formaldehida.

Chimizarea metanului se poate realiza pe următoarele căi: Prin piroliză se obtine negru de fum de calitate superioară, care poate fi folosit în industria cauciucului, a cernelurilor de tipar, a lacurilor şi vopselelor negre, etc. La temperaturi de peste 1350°C, în anumite condiţii, se obţine acetilena.