Ваше сообщение отправлено. Мы Вам перезвоним!
Вторая индустриализация России

Перезвоните мне!

Закрыть
Главная » Ресурсы » Метан, получение, свойства, химические реакции

Метан, получение, свойства, химические реакции

  • Array

Метан, получение, свойства, химические реакции.

 

Ознакомиться с концепцией

 

Метан, CH4 — простейший по составу предельный углеводород, органическое вещество класса алканов. В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе, в рудничном и болотном газах. Растворен в нефти, в пластовых и поверхностных водах. В твердом состоянии встречается в виде газогидратов.

 

Метан, формула, газ, характеристики

Физические свойства метана

Химические свойства метана

Получение метана

Химические реакции – уравнения получения метана

Применение и использование метана

 

Метан, формула, газ, характеристики:

Метан (лат. methanum) —  простейший по составу предельный углеводород, органическое вещество класса алканов, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода.

Химическая формула метана CH4, рациональная формула CH4. Изомеров не имеет.

Строение молекулы:

Метан

Метан – в обычных условиях лёгкий бесцветный газ, без вкуса и запаха. Однако в метан, используемый в качестве технического газа, могут добавляться  одоранты — вещества, имеющие резкий неприятный запах для предупреждения его утечки.

Метан – это основной компонент природного газа.

Является одним из парниковых газов. Его вклад в парниковый эффект составляет 4-9 %.

В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе. Для выделения из природного и попутного нефтяного газа производят их очистку и сепарацию газа. Также содержится в рудничном и болотном газах (отсюда произошли другие названия метана — болотный или рудничный газ).

В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, на дне прудов и стоячих вод, где он образуется при разложении растительных остатков без доступа воздуха, в кишечнике жвачных животных, биореакторах, биогазовых установках и пр.) образуется биогенно в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.

В растворенном виде содержится в нефти, в пластовых и поверхностных водах. При переработке нефти метан выделяют отдельно для дальнейшего использования.

Помимо газообразного состояния в природе встречается еще и в твердом состоянии на дне морей, океанов и в зоне вечной мерзлоты в виде метаногидратов (гидратов природного газа), именуемых «горючий лёд».

Пожаро- и взрывоопасен.

Почти не растворяется в воде и других полярных растворителях. Зато растворяется в некоторых неполярных органических веществах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и другие).

Малотоксичен, но оказывает вредное воздействие на человека — обладает наркотическим действием. Класс опасности четвертый.

 

Физические свойства метана:

Наименование параметра: Значение:
Цвет без цвета
Запах без запаха
Вкус без вкуса
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) газ
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 0,6682
Плотность (при 0 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 0,7168
Плотность (при -164,6 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 415
Температура плавления, °C -182,49
Температура кипения, °C -161,58
Температура самовоспламенения, °C 537,8
Критическая температура*, °C -82,4
Критическое давление, МПа 4,58
Критический удельный объём,  м3/кг 0,0062
Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных от 4,4 до 17,0
Удельная теплота сгорания, МДж/кг 50,1
Коэффициент теплопроводности (при 0 °C и атмосферном давлении 1 атм.), Вт/(м·К) 0,0302
Коэффициент теплопроводности (при 50 °C и атмосферном давлении 1 атм.), Вт/(м·К) 0,0361
Малярная масса, г/моль 16,04
Растворимость в воде, г/кг 0,02

* при температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.

 

Химические свойства метана:

Метан трудно вступает в химические реакции. В обычных условиях не реагирует с концентрированными кислотами, расплавленными и концентрированными щелочами, щелочными металлами, галогенами (кроме фтора), перманганатом калия и дихроматом калия в кислой среде.

Химические свойства метана аналогичны свойствам других представителей ряда алканов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

  1. 1. конверсия метана в синтез-газ:

CH4 + H2O → CО + 3H2 (kat = Ni/Al2O3 при to = 800-900 оС или без катализатора при to = 1400-1600 оС).

Образующийся в результате реакции синтез-газ может быть использован для последующих синтезов метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

  1. 2. галогенирование метана:

CH4 + Br2 → CH3Br + HBr (hv или повышенная to);

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl (hv или повышенная to).

Реакция носит цепной характер. Молекула хлора или брома под действием света распадается на радикалы, затем они атакуют молекулы метана, отрывая у них атом водорода, в результате этого образуется свободный метил  CH3·, который сталкиваются с молекулами хлора (брома), разрушая их и образуя новые радикалы хлора или брома:

Cl2 → Cl·+ Cl· (hv); — инициирование реакции галогенирования;

CH4 + Cl· → CH3· + HCl; — рост цепи реакции галогенирования;

CH3· + Cl2 → CH3Cl + Cl·;

CH3· + Cl· → CH3Cl; — обрыв цепи реакции галогенирования.

Галогенирование — это одна из реакций замещения. В первую очередь галогенируется наименее гидрированый атом углерода (третичный атом, затем вторичный, первичные атомы галогенируются в последнюю очередь). Галогенирование метана проходит поэтапно — за один этап замещается не более одного атома водорода.

CH4 + Br2 → CH3Br + HBr (hv или повышенная to);

CH3Br + Br2 → CH2Br2 + HBr (hv или повышенная to);

и т.д.

Галогенирование будет происходить и далее пока, не будут замещены все атомы водорода.

CH2Br2 + Br2 → CHBr3 + HBr (hv или повышенная to);

CHBr3 + Br2 → CBr4 + HBr (hv или повышенная to).

  1. 3. нитрование метана:

CH4 + HONO2 (dilute) → CH3-NO2 + H2O (повышенная to).

  1. 4. окисление (горение) метана:

При избытке кислорода:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O.

Горит голубоватым пламенем.

При нехватке кислорода вместо углекислого газа (СО2) получается оксид углерода (СО), при еще меньшем количестве кислорода выделяется мелкодисперсный углерод (сажа в различном виде, в т.ч. в виде графена, фуллерена и пр.) либо их смесь.

  1. 5. сульфохлорирование метана:

CH4 + SO2 + Cl2 → CH3-SO2Cl + HCl (hv).

  1. 6. сульфоокисление метана:

CH4 + SO2 + О2 → CH3-SO2ОН + HCl (hv).

  1. 7. разложение метана:

CH4 → C + 2H2 (при to > 1000 оС).

  1. 8. дегидрирование метана:

2CH4  → C2H2 + 3H2 (при to > 1500 оС).

  1. 9. каталитическое окисление метана:

В реакциях каталитического окисления метана могут образовываться спирты, альдегиды, карбоновые кислоты.

2CH4 + O2 → 2CН3OH (при to = 200 оС, kat); — образуется метанол;

CH4 + O2 → НCНO + H2O (при to = 200 оС, kat); — образуется формальдегид;

2CH4 + 3O2 → 2НCOОН  + H2O (при to = 200 оС, kat); — образуется муравьиная кислота.

 

Получение метана. Химические реакции – уравнения получения метана:

Так как метан в большом количестве встречается в природе. Например,  содержится в природном газе, попутном нефтяном газе и выделяется при крекинге нефтепродуктов, его, как правило, не получают искусственно. Его выделяют при очистке и сепарации из природного газа, ПНГ и нефти при перегонке. Кроме того, его получают из метаногидратов (гидратов природного газа), в процессе эксплуатации биогазовых установок и пр.

Метан в промышленных и лабораторных условиях получается в результате следующих химических реакций:

  1. 1. газификации твердого топлива:

C + 2H2 → CH4 + H2O (повышенное давление и to, kat = Ni, Mo или без катализатора).

  1. 2. синтеза Фишера-Тропша:

CО + 3H2 → CH4 (kat = Ni, to = 200-300 оС);

  1. 3. реакции взаимодействия оксида углерода (IV) и водорода:

2 + 4H2 → CH4 + 2H2O (kat, to = 200-300 оС);

  1. 4. гидролиза карбида алюминия:

Al4C3 + 12H2O → CH4 + 4Al(OH)3.

  1. 5. щелочного плавления солей одноосновных органических кислот

CH3-COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3 (повышенная to).

 

Применение и использование метана:

— как топливо для автомобилей, судов, газовых плит, печей, паяльных ламп, зажигалок и пр. бытовых приборов;

— как сырье в химической промышленности для проведения реакций органического синтеза.

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 



РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ

ЗВОНИТЕ: +7-908-918-03-57

либо воспользуйтесь поиском аналогов технологий:

ПОИСК АНАЛОГОВ ТЕХНОЛОГИЙ


или пиши нам здесь...

карта сайта


Войти    Регистрация

В чате:
Andrey-245

Не совсем понятно. Эту батарейку можно вообще не заряжать что ли? Сколько вольт она выдает? И где ее купить? И можно ли такие соединить последовательно-параллельно, собрав нормальный аккумулятор, например, для электромобиля?

2018-08-23 10:09:48
Виктор Потехин

Андрей, какую батарейку?

2018-08-24 08:33:25
SergeyShef

Добрый день! Интересна вышеописанная установка. Как можно её заказать ? Какие условия сотрудничества у автора?

2018-08-27 17:07:42
Виктор Потехин

Сергей, кидайте сюда ссылку на установку. Или пишите мне vnp1@ya.ru

2018-08-27 18:52:14
SergeyShef

Я у Вас спрашивал, как и где её можно купить?

2018-08-27 21:07:41
SergeyShef

Кто изготовил тот образец, который у Вас на фото и могут ли изготавливать на заказ?

2018-08-27 21:10:05
Виктор Потехин

не могу понять, что за установка. скиньте сюда ссылку

2018-08-27 23:15:16
SergeyShef
http://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/rezervuarnyiy-gidrotarannyiy-elektrogenerator/#Primenenie
РЕЗЕРВУАРНЫЙ ГИДРОТАРАННЫЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР — УСТАНОВКА, РАБОТАЮЩАЯ НА ПРИНЦИПЕ ГИДРОТАРАНА

2018-08-28 14:34:19
Виктор Потехин

не обладаем такой информацией

2018-08-28 21:45:17
npc-ses

Добрый день! SergeyShef изделие подобное тому, что изображено в заголовке, да и в принципе любое изделие по технологии LTCC можно изготовить на нашем производстве АО "НПЦ "СпецЭлектронСистемы". Находимся в г. Москва. Можете написать мне на электронную почту vag_av@npc-ses.ru

2018-08-29 18:41:34
npc-ses

На нашем производстве имеется пожалуй самый полный комплект оборудования в России, который позволяет производить 3D микросборки, в том числе по технологии LTCC, в замкнутом цикле, начиная от входного контроля материалов, всех промежуточных производственных процессов...

2018-08-29 18:47:20
Djahan

КРИОГЕЛЬ ДЛЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ В НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ. кто производит, как найти, чтобы купить?

2018-08-30 23:48:23
Виктор Потехин

купить можно у производителя

2018-09-01 20:58:09
Andrey-245

Здравствуйте, Виктор. Я задавал вопрос (2018-08-23) имелось в виду про углеродную батарейку, которая служит более 100 лет.

2018-09-18 12:15:33
Виктор Потехин

вся информация, что есть по батарейке, написана в соответствующей статье.

2018-09-18 20:47:11
Виктор Потехин

Чтобы получить информацию о сайтах производителей технологий, напишите внизу страницы - в комментариях Вконтакте

2018-09-29 20:58:40
Denssik

Всем доброго дня! Я руководитель центра в котором разработан данный робот, по всем вопросам касательно сотрудничества можете писать на почту molvereya@yandex.ru

2018-10-03 17:19:46
Виктор Потехин

Denssik, Напишите пжл о каком работе идет речь?

2018-10-03 19:10:33
DS-Surfer

Если у кого возникнет интерес к "КОМПЛЕКСУ ОЧИСТКИ ВОДЫ ГИДРОВОЛНОВЫМ МЕТОДОМ", прошу обращаться ко мне: bccca2016@yandex.ru Сергей.
Установки производятся и внедряются.

2018-11-07 12:23:40
vasagov

Добрый день.
Меня интересует технология переработки пнг.
Пожалуйста вышлите ваши координаты на vasagov@gmail.com

2018-11-26 18:38:03
Виктор Потехин
2018-11-26 21:49:17
Cula

Здравствуйте обращаюсь к работникам. Владельцам сайта. А также тому кто написал об этом статью где можно посмотреть и купить резервуарный гидроторанный электрогенератор. Пишите на почту cula18@yandex.ru спосибо

2019-01-22 20:57:09
Cula

Кто знает звёздные батарейки на гетероэлектриках афишировались в 2007 году где кто и х производит. Где можно приобрести. Если не производят то почему не производят обещали через два года рерийный выпуск. Что случилось?

2019-01-22 21:00:39
Виктор Потехин

есть аналоги звездных батарей

2019-01-23 08:10:34
Виктор Потехин

их как раз таки производят

2019-01-23 08:13:32
......
12
Для публикации сообщений в чате необходимо авторизоваться

как получить метан этилен реакция ацетилен этен 1 2 вещество хлорметан метанол кислород водород связь является углекислый газ бромная вода
уравнение реакции масса объем полное сгорание моль молекула смесь превращение горение получение метана
напишите уравнение реакций метан

 

comments powered by HyperComments