El metano y el cloro pueden sufrir reacciones de sustitución de varios pasos en condiciones de luz. Las reacciones son CH4+Cl2→(ligero) CH3Cl(gas)+HCl; CH3Cl+Cl2→(ligero) CH2Cl2(aceite)+HCl; CH2Cl2+Cl2→(ligero) CHCl3(aceite)+HCl; ligero) CCl4 (aceite) + HCl.
La reacción del metano y el cloro produce una mezcla de cloruro de metilo, cloruro de metileno, cloroformo, tetracloruro de carbono, cloruro de hidrógeno y una pequeña cantidad de etano (impurezas). El nivel del líquido en el tubo de ensayo aumenta y precipitan cristales blancos en el agua salada. Esto se debe a que el cloruro de hidrógeno generado durante la reacción se disuelve en el 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.
Reacción de sustitución del metano
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. En circunstancias normales, el metano es relativamente estable y no reacciona con oxidantes fuertes como el permanganato de potasio, ni con ácidos o bases fuertes. Pero en determinadas condiciones, el metano también puede sufrir determinadas reacciones.