Propiedades químicas del metano:
Normalmente, el metano es relativamente estable y no reacciona con oxidantes fuertes como el permanganato potásico, ni con ácidos o bases fuertes. Pero en determinadas condiciones, el metano también puede sufrir determinadas reacciones.
1. Reacción de sustitución
La halogenación del metano incluye principalmente la cloración y la bromación. La reacción entre el metano y el flúor es altamente exotérmica. Una vez que se produce la reacción, es difícil eliminar una gran cantidad de calor, lo que destruye el fluorometano generado y solo se obtiene carbono y fluoruro de hidrógeno. Por lo tanto, la reacción de fluoración directa es difícil de lograr y requiere dilución con gases raros. La reacción entre el yodo y el metano requiere una alta energía de activación, lo que dificulta su desarrollo. Por lo tanto, el yodo no puede reaccionar directamente con el metano para formar yoduro de metilo. Pero su reacción inversa es fácil de llevar a cabo.
Tome la cloración como ejemplo: puede ver que el gas de cloro de color amarillo verdoso en el tubo de ensayo se vuelve gradualmente más claro, se genera una niebla blanca y se generan gotas aceitosas en la pared interior del tubo de ensayo. Este es el resultado de la reacción entre metano y cloro. Una mezcla de clorometano, cloruro de metileno, cloroformo (o cloroformo), tetracloruro de carbono (o tetraclorometano), cloruro de hidrógeno y una pequeña cantidad de etano (impureza).
2. Reacción de oxidación
La reacción de oxidación más básica del metano es la combustión.
El contenido de hidrógeno del metano es el más alto entre todos los hidrocarburos, llegando a 25. Por tanto. , para la combustión completa de hidrocarburos gaseosos de la misma masa, el metano tiene el mayor consumo de oxígeno.
Enciende metano puro y coloca un vaso seco sobre la llama. Pronto verás vapor de agua condensando en las paredes del vaso. Invierta el vaso, agregue una pequeña cantidad de agua de cal clarificada y agite hasta que el agua de cal se vuelva turbia. Explique que el metano se quema para producir agua y dióxido de carbono. Recoja el gas metano en un cilindro de vidrio alto, colóquelo en posición vertical sobre la mesa, retire la pieza de vidrio e inserte rápidamente la cuchara encendida con la vela encendida en el cilindro. La llama de la vela se apaga inmediatamente, pero hay metano ardiendo en el cilindro. boca de la botella, emitiendo una llama azul clara. Esto demuestra que el metano puede arder silenciosamente en el aire, pero no favorece la combustión. Utilice un tubo de ensayo grande para drenar 2/3 del volumen de oxígeno de la botella de almacenamiento de oxígeno y luego agregue 1/3 del volumen de metano. Taparlo con un tapón de goma y retirar del agua. Invierta el tubo de ensayo varias veces para mezclar bien los gases. Envuelva el exterior del tubo de ensayo con un paño, incline la boca del tubo de ensayo ligeramente hacia abajo, retire el tapón y rápidamente use un pequeño trozo de madera ardiendo para iniciar un fuego en la boca del tubo de ensayo y un fuerte estallido. se producirá un sonido. Aunque este experimento es simple, también es propenso al fracaso. Enciende el metano que sale de la boca del tubo de vidrio y ponlo en una botella llena de cloro. El metano seguirá ardiendo, emitiendo una llama roja y amarilla, y verás humo negro y niebla blanca. El humo negro es negro de humo y la niebla blanca son gotas de niebla de ácido clorhídrico formadas por gas cloruro de hidrógeno y vapor de agua.
3. Descomposición térmica
En las condiciones de aislar el aire y calentarlo a 1000°C, el metano se descompone para generar negro de humo e hidrógeno.
El hidrógeno se sintetiza a partir de amoniaco y gasolina, etc. Materias primas industriales; el negro de humo es una materia prima para la industria del caucho.
Los cristales blancos precipitan en el agua salada. Esto se debe a que el cloruro de hidrógeno generado durante la reacción se disuelve en agua. Debido a que el cloruro de hidrógeno es muy soluble en agua, disolverlo en agua aumenta la concentración de iones cloruro en el agua, lo que hace que precipiten cristales de cloruro de sodio. Presione la boca del tubo de ensayo con el pulgar, levante el nivel del líquido y apunte la boca del tubo hacia arriba. Deje caer una solución de prueba de tornasol púrpura o partículas de zinc en el tubo de ensayo para verificar que sea ácido clorhídrico diluido.
Si controlas la cantidad de cloro y utilizas una gran cantidad de metano, obtendrás principalmente cloruro de metilo; si utilizas una gran cantidad de cloro, obtendrás principalmente tetracloruro de carbono. Industrialmente, la mezcla se separa una a una mediante destilación. Los productos clorados anteriores son todos disolventes y reactivos importantes.
Características: ① No reacciona en la oscuridad a temperatura ambiente
② Reacciona por encima de 250 °C
③ Puede reaccionar bajo la influencia de la luz; temperatura ambiente;
④ Use luz para iniciar una reacción, y se pueden producir miles de moléculas de cloruro de metilo absorbiendo un fotón.
⑤ Si hay oxígeno o algunas impurezas que puedan capturar; radicales libres, la reacción Hay un período de inducción, y la duración del período de inducción está relacionada con la presencia de estas impurezas.