Metán

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

Metán
Általános
Magyar név	Metán
IUPAC név	Methane
Egyéb nevek	Földgáz
Képlet
Moláris tömeg	16,0425 g/mol
Megjelenés	Színtelen, szagtalan gáz
CAS-szám	[74-82-8]
EINECS (EG) szám	200-812-7
EG-Index szám	601-002-00-4
Tulajdonságok
Sűrűség és halmazállapot	0,717 kg/m3, gáz
Oldhatóság vízben	3,5 mg/100 ml (17 °C)
Olvadáspont	-182,5 °C (90,6 K)
Forráspont	-161,6 °C (111,55 K)
Szerkezet
Kristályszerkezet	Tetraéderes
Fizikai állandók
Képződéshő	-74,9 kJ/mol
Égéshő	-891 kJ/mol-1
Veszélyességi jellemzők
EU osztályozás	Fokozottan tűzveszélyes (F+)
R-mondatok	R12
S-mondatok	S1, S2, S9, S16, S33
Lobbanáspont
RTECS szám
A táblázatban SI mértékegységek szerepelnek. Ahol lehetséges, az adatok normálállapotra (0°C, 100 kPa) vonatkoznak. Az ezektől való eltérést egyértelműen jelezzük.

A metán egy telített szénhidrogén, az alkánok (paraffinok) homológ sorának első tagja. Összegképlete CH₄, szerkezete: a központi atom, a C atom körül a ligandumok, a H atomok tetraéderesen helyezkednek el. A C-H kötésszög 109,5 fokos. A molekulában 4 szigma-kötés található.

Tartalomjegyzék 1 Fizikai tulajdonságai 2 Kémiai tulajdonságok 3 Előfordulás, előállítás 4 Felhasználás

[szerkesztés] Fizikai tulajdonságai

Színtelen, szagtalan gáz. A metán apoláris molekula, mivel a ligandumok azonosak és a központi atomon nincs nemkötő elektronpár. Molekularácsban kristályosodik, halmazában gyenge diszperziós kölcsönhatások lépnek fel. Vízben nem, apoláris oldószerekben jól oldódik, ezért víz alatt fel lehet fogni. Alacsony olvadás-forráspontú anyag a gyenge kötőerők miatt. Levegőnél kisebb sűrűségű, ezért felfelé száll, szájával lefelé fordított kémcsőben lehet felfogni. Levegővel robbanóelegyet alkot (sújtólég).

[szerkesztés] Kémiai tulajdonságok

elégethető, égése tökéletes, mivel a C tartalom nem magas:

2CH₄ + 4O₂ = 2CO₂ + 4H₂O

Nem reakcióképes vegyület, mivel nem tartalmaz kettőst kötést. Szubsztitúciós reakcióba pl.: klórral nehezen vihető:

CH₄ + Cl₂ = CH₃Cl (klórmetán) + HCl

CH₄ + 2Cl₂ = CH₂Cl₂ (diklórmetán) + 2HCl

CH₄ + 3Cl₂ = CHCl₃ (triklórmetán, kloroform) + 3 HCl

CH₄ + 4Cl₂ = CCl₄ (tertaklórmetán, szén-tetraklorid) + 4 HCl

A szubsztitúció során a metán egy hidrogénje egy klóratomra cserélődött ki, metil-klorid keletkezett hidrogén-klorid mellett. A paraffinok jellemző reakciója a hőbontás (krakkolás), mikor magas hőmérsékleten több vegyületre bomlanak:

2CH₄ = C₂H₂ + 3H₂

2CH₄ = C₂H₄ + 2H₂

Ipari szempontból fontos reakciója a vízgőzzel való reakció (Ni katalizátor és magas hőmérséklet):

CH₄ + H₂O(g) = CO + 3H₂ <----a CO-H₂ bármilyen arányú elegye a szintézisgáz

[szerkesztés] Előfordulás, előállítás

A metán a földgáz fő alkotórésze, előfordul még kisebb mennyiségben a kőolajban is. Keletkezhet állati és növényi részek rothadásakor. A metanogén baktériumok tevékenységének eredményeképpen fejlődő mocsárgáz is jelentős metántartalmú gázelegy. Gyakran öngyulladó foszfor-hidrogén is van benne, így a keletkező metán is meggyullad: ez a lidércfény. Előfordul még a szénbányákban, a metán okozza a sújtólégrobbanást. Általában földgázból állítják elő.

[szerkesztés] Felhasználás

Égése erősen exoterm reakció, így fűtésre használják. Vízgőzzel való reakciójakor keletkezik a szintézisgáz (CO és H₂ bármilyen arányú elegye), melyből sok fontos szerves vegyületet pl.: metil-alkoholt vagy metanalt állíthatnak elő. Tehát fontos vegyipari alapanyag.

m·v·sz  Alkánok
metán • etán • propán • bután • pentán • hexán  heptán • oktán • nonán • dekán • undekán • dodekán

m · v · sz A szénhidrogének típusai
Alkánok Metán · Etán · Propán · Bután · Pentán · Hexán · Heptán · Oktán Alkének Etén · Butadién · Izoprén Alkinek Acetilén Aromás szénhidrogének Benzol · Naftalin