|
Метан - (реферат)Метан - (реферат)Дата добавления: март 2006г. Метан Атом углерода в молекуле метана находится в состоянии sp3- гибридизации. В результате перекрывания четырёх гибридных орбиталей атома углерода с s-орбиталями атомов водоорда образуется весьма прочная молекула метана. Метан-газ без цвета и запаха, легче воздуха, малорастворим в воде. Предельные углеводороды способны гореть, образуя оксид углерода (IV) и воду. Метан горит бледным синеватым пламенем: CH4+2O2=2H2O В смеси с воздухом (или с кислородом, особенно в соотношении по объему 1: 2, что видно из уравнения реакции) метан образует взрывчатые смеси. Поэтому он опасен как в быту (утечка газа через краны), так и в шахтах. При неполном сгорании метана образуется сажа. Так её получают в промышленных условиях. В присутствии катализаторов при окислении метана получают метиловый спирт и формальдегид При сильном нагревании метан распадается по уравнению: CH4=C+2H2 В печах специальной конструкции распад метана может быть осуществлён до промежуточного продукта-ацителена: Для метана характерны реакции замещения. На свету или обычной температуре галогены-хлор и бром-постепенно (по стадиям) вытесняют из молекулы метана водород, образуя так называемые галогенопроизводные. Атомы хлора замещяют атомы водорода в ней с образованием смеси различных соединенний: метила), CH2Cl2-дихлорметана, CHCl3-трихлорметана, CCl4-тетрахлорметана Из этой смеси каждое соединение может быть выделено. Важное значение имеют хлороформ итетрахлорметан как растворители смол, жиров, каучука и других органических веществ. Образование галогенопроизводных метана протекают по цепному свободнорадикальному механизму. Под действием света молекулы хлора распадаются на неорганические радикалы: Cl2=2Cl Неорганический радикал Cl отрывает от молекулы метана атом водорода с одним электроном, образуя HCl и свободный радикал CH3 H H Cвободный радикал взаимодействует с молекулой хлора Cl2 , образуя галогенопроизводное и радикал хлора: Метан при обычной температуре обладает большей стойкостью к кислотам, щелочам и многим окислителям. Однако он вступает в реакцию с азотной кислотой: CH4+HNO3=CH3NO2 +H2O Метан не способен к реакциям присоединения, поскольку в его молекуле все валентности насыщены. Приведенные реакции замещения сопровождаются разрывом связей C-H. Однако известны процессы, при которых происходит не только расщепление связей C-H, но и разрыв цепи углеродных атомов ( у гомологов метана). Эти реакции протекают при высоких температурах и в присутствии катализаторов. Например: C4H10+H2 -процесс дегидрогенизации Метан широко распространён в природе. Он является главной составной частью многих горючих газов как природных (90-98%), так и искусственных, выделяющихся при сухой перегонке дерева , торфа, каменного угля, а также при крекинге нефти Метан выделяется со дна болот и из каменноугольных пластов в рудниках, где он образуется при медленном разложении растительных остатков без доступа воздуха, Поэтому метан часто называют болотным газом или рудничным газом В лабороторных условиях метан получают при нагревании смесси ацетата натрия с гидроксидом натрия: Метан может быть получен из простых веществ при нагревании в присутствии катализатора: Ni Гомологи метана, как и метан , в лабораторных условиях получают прокаливанием солей соответствующих органических кислот с щелочами. Другой способ-реакция Вюрца , т. е. нагревание моногалогенопроизводных с металлическим натрием, например В технике для получения синтетического бензина (смесь углеводородов, содержащих 6-10 атомов углерода) применяют синтез из оксида углерода (II) и водорода в присутствии катализатора (соединения кобальта) и при повышенном давлении. Процесс можно выразить уравнением: Благодаря большой теплотворной способности метан в больших количествах расходуется в качестве топлива (в быту-бытовой газ и в промешленности. Широко применяются получаемые из него вещества: водород, ацителен, сажа. Он служит исходным сырьём для получения формальдегида, метилового спирта, а также различных синтетических продуктов Большое промышленное значение имеет окисление высших предельных углеводородов-парафинов с числом углеродных атомов 20-25. Этим путём получают синтетические жирные кислоты с различной длиной цепи, которые используются для производства мыл, различных моющих средств, смазочных материалов, лаков и эмалей. Жидкие углеводороды используются как горючее (они входят в состав бензина и керосина). Алканы широко используются в органическом синтезе. |
|
