Propiedades físicas del metano
El metano es un gas incoloro, inodoro, inflamable y ligeramente tóxico. La relación en peso entre metano y aire es 0,54, lo que lo hace aproximadamente la mitad más ligero que el aire. El metano se disuelve muy poco. A 20°C y 0,1 kPa, 100 unidades de agua sólo pueden disolver 3 unidades de metano.
Propiedades químicas del metano
(1) Las propiedades químicas son relativamente estables: vierta el gas metano producido en un tubo de ensayo que contenga una solución de permanganato de potasio (agregue unas gotas de ácido sulfúrico diluido ), sin cambios. Luego pase el gas metano al agua con bromo y el agua con bromo no se desvanecerá.
(2) Reacción de sustitución: Divida un tubo de ensayo grande en cinco partes iguales (o use una tráquea graduada), primero recoja 1/5 del volumen de metano usando el método de agua salada saturada y luego recoja 4/ 5 volúmenes de cloro, fíjelo en la abrazadera de hierro del soporte de hierro y deje que la boca del tubo se sumerja en agua salada. A continuación, el dispositivo se expone a una luz difusa. En un día soleado, se puede ver que el color amarillo verdoso del cloro en el tubo de ensayo se desvanece gradualmente después de aproximadamente media hora y aparece aceite en la pared del tubo. Se trata de monoclorometano, diclorometano y triclorometano generados por el. Reacción de metano y cloro. Una mezcla de metano, tetracloruro de carbono y una pequeña cantidad de etano. El nivel del líquido en el tubo de ensayo aumenta porque el cloruro de hidrógeno producido durante la reacción se disuelve en el agua. Presione la boca del tubo de ensayo con el pulgar, levante el nivel del líquido y apunte la boca 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 el clima está oscuro, se necesitarán de 1 a 2 horas para observar los resultados de la reacción. (3) Reacción de oxidación: Encienda metano puro y cubra un vaso seco sobre la llama. Pronto verá vapor de agua condensando en la pared 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 claro. 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. (4) Descomposición por calentamiento: utilice una botella recolectora de gas de 125 ml para recolectar una botella de metano puro. La boca de la botella recolectora de gas está equipada con un tapón de goma que pasa a través de dos electrodos de cobre gruesos (aproximadamente la mitad de la altura de la botella dentro de la botella) y un tubo de vidrio en ángulo recto, conéctelo herméticamente (si hay agujeros, aplíquelo). una fina capa de parafina derretida) y conectarlo a una botella de lavado de gases que contenga agua con bromo (porque se generará una cierta cantidad de gas acetileno durante la reacción). Los electrodos están conectados a la fuente de energía a través de la bobina de inducción. Durante el experimento, primero afloje la abrazadera del conducto y encienda la fuente de alimentación de 6 voltios. Se puede ver una descarga de chispa eléctrica entre los electrodos de cobre en la pared de la botella, lo que indica que el metano se ha descompuesto. Espera un momento, enciende un fuego en la punta del tubo y coloca un vaso de precipitados frío sobre la llama. Puedes ver que la pared interior del vaso se vuelve borrosa y el vapor de agua se condensa, lo que indica que se genera hidrógeno.