В які реакції вступає метан? Напишіть рівняння. Визначте типи реакцій
Метан (CH₄) є найпростішим алканом, він складається з одного атома вуглецю і чотирьох атомів водню. Цей газ часто використовується як паливо, оскільки він легко запалюється і згорає. Метан також є важливою сировиною для виробництва багатьох хімічних речовин, як рідкий азот, аміак, метиловий і етиловий спирт, формальдегід.
Але в які реакції вступає метан? Розглянемо основні реакції з прикладами рівнянь:
1. Згоряння метану
Це одна з найважливіших реакцій метану. Коли метан згорає в кисні, він утворює вуглекислий газ (CO₂) і воду (H₂O). Ця реакція супроводжується виділенням великої кількості тепла.
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
2. Крекінг метану
Крекінг – це процес розщеплення молекул метану на більш дрібні молекули. Завдяки цій реакції ми можемо отримувати етилен (C₂H₄) і водень (H₂), які є важливими сировиною для хімічної промисловості.
CH₄ → C₂H₄ + H₂
3. Реакція метану з водяною парою
У цій реакції метан взаємодіє з водяною парою (H₂O) в присутності каталізатора, такого як нікель (Ni) або платина (Pt). У результаті утворюється синтез-газ – суміш водню (H₂) і монооксиду вуглецю (CO). Синтез-газ є важливою сировиною для виробництва багатьох хімічних речовин, включаючи метиловий спирт, метанол, аміак і добрива.
CH₄ + H₂O → CO + 3H₂
4. Хлорування метану
При взаємодії метану з хлором (Cl₂) в присутності ультрафіолетового світла відбувається реакція заміщення, в результаті якої утворюється хлорметан (CH₃Cl) і хлороводень (HCl). Хлорметан є важливою сировиною для виробництва полівінілхлориду (ПВХ), який використовується для виготовлення пластмасових труб, віконних рам.
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
5. Нітрування метану
При взаємодії метану з нітратною кислотою (HNO₃) в присутності концентрованої сірчаної кислоти (H₂SO₄) відбувається реакція нітрування, в результаті якої утворюється нітрометан (CH₃NO₂) і вода (H₂O). Нітрометан є важливою сировиною для виробництва вибухових речовин.
CH₄ + HNO₃ → CH₃NO₂ + H₂O
Висновок
Отже, метан – це важливе паливо і хімічна сировина. Він вступає в різні реакції, в тому числі згоряння, крекінг, реакцію з водяною парою, хлорування, нітрування. Знання хімічних властивостей метану дозволяє використовувати їх для отримання різних цінних продуктів.
Часті питання:
- Яка найбільш важлива реакція метану?
- Що таке крекінг метану і для чого він використовується?
- Як отримати синтез-газ з метану?
- Які продукти утворюються при взаємодії метану з хлором?
- Для чого використовується нітрометан?
