Metan

Metan (CH₄), znany także jako gaz błotny i gaz kopalniany to najprostszy węglowodór nasycony (alkan). W temperaturze pokojowej jest bezwonnym i bezbarwnym gazem.

Metan powstaje w przyrodzie w wyniku beztlenowego rozkładu szczątek roślinnych (np. na bagnach). Stanowi też główny składnik gazu ziemnego. Jest stosowany jako gaz opałowy i surowiec do syntezy wielu innych związków organicznych.

Cząsteczka metanu ma kształt tetraedru (czworościanu foremnego). Atom węgla wykazuje hybrydyzację sp³. Powstałe orbitale tworzą wiązania z czterema atomami wodoru. Wszystkie te wiązania są równocenne (kąty pomiędzy wiązaniami wynoszą 109°28') i bardzo słabo spolaryzowane, co w połączeniu z brakiem wolnych par elektronowych jest powodem względnej trwałości chemicznej tego związku. Może on uczestniczyć tylko w typowych dla alkanów reakcjach (np: spalanie).

Do celów laboratoryjnych metan można otrzymać w wyniku prażenia octanu sodu z wodorotlenkiem sodu:

CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃

Inną metodą jest hydroliza węgliku glinu:

Al₄C₃ +12H₂O → 3CH₄ + 4Al(OH)₃

Właściwości metanu:

temperatura krytyczna -82,6°C po ciśnieniem 4.6 MPa (45 atm)
ciśnienie krytyczne 46,3 bar
wartość opałowa 11 954 kcal/kg = 50,05 MJ/Mg
ciepło spalania 13 264 kcal/kg = 55,53 MJ/Mg

Mieszanina metanu z powietrzem w stosunku objętościowym 1:10 ma własności wybuchowe (mieszanina piorunująca). Tworzenie się tej mieszaniny w kopalniach węgla kamiennego bywa częstą przyczyną groźnych w skutkach eksplozji.

Metan jest gazem cieplarnianym, którego potencjał cieplarniany jest 21 razy większy niż dwutlenku węgla, a średnia zawartość w atmosferze wynosi 1,7 ppm (w ciągu minionych dwustu lat wzrosła ponad dwukrotnie).

Zastosowanie metanu:

jako paliwo do silników
jako surowiec do otrzymywania tworzyw sztucznych
w przemyśle energetycznym

Reakcje charakterystyczne dla metanu (dla alkanów):

spalanie
nitrowanie
halogenowanie
piroliza
dehydratacja
alkilowanie alkenów

[edytuj] Zobacz też:

Zobacz galerię na Wikimedia Commons:
Metan

n-Alkany (liniowe)
metan CH₄	etan C₂H₆	propan C₃H₈	butan C₄H₁₀	pentan C₅H₁₂	heksan C₆H₁₄	heptan C₇H₁₆	oktan C₈H₁₈
nonan C₉H₂₀	dekan C₁₀H₂₂	undekan C₁₁H₂₄	dodekan C₁₂H₂₆	tridekan C₁₃H₂₈	tetradekan C₁₄H₃₀	pentadekan C₁₅H₃₂	heksadekan C₁₆H₃₄
heptadekan C₁₇H₃₆	oktadekan C₁₈H₃₈	nonadekan C₁₉H₄₀	eikozan C₂₀H₄₂	heneikozan C₂₁H₄₄	dokozan C₂₂H₄₆	trikozan C₂₃H₄₈	tetrakozan C₂₄H₅₀
pentakozan C₂₅H₅₂	heksakozan C₂₆H₅₄	heptakozan C₂₇H₅₆	oktakozan C₂₈H₅₈	nonakozan C₂₉H₆₀	triakontan C₃₀H₆₂	hentriakontan C₃₁H₆₄	dotriakontan C₃₂H₆₆
tritriakontan C₃₃H₆₈	tetratriakontan C₃₄H₇₀	pentatriakontan C₃₅H₇₂	heksatriakontan C₃₆H₇₄	heptatriakontan C₃₇H₇₆	oktatriakontan C₃₈H₇₈	nonatriakontan C₃₉H₈₀	tetrakontan C₄₀H₈₂