Khí metan là gì ? Tính chất và ứng dụng của khí metan.Khí metan là một trong những khí phổ biến nhất trên Trái Đất và đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống con người.Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về khí metan.
1. Khí metan là gì?
Khí metan, còn được gọi là khí bùn ao, có công thức hóa học là CH₄. Đây là thành phần chính trong khí dầu mỏ, có mặt trong tự nhiên ở nhiều nơi và được tạo ra trong quá trình chế biến, chưng cất hoặc sản xuất khí dầu mỏ. Khí metan cũng xuất hiện phổ biến trong các hộ gia đình, chẳng hạn như trong bình gas sử dụng cho nấu ăn.
2. Tính chất vật lí của khí metan CH4
Khí metan có nhiều tính chất vật lý đáng chú ý, ảnh hưởng đến các ứng dụng và cách thức sử dụng nó.
- Trạng thái: Khí độc, không màu, không mùi và không vị. Metan dễ cháy và khi cháy tạo ra ngọn lửa màu xanh.
- Khả năng hòa tan: Metan không hòa tan trong các dung môi phân cực vì không có sự liên kết giữa các phân tử hidro. Nó chỉ tan trong các dung môi không phân cực.
- Nhiệt độ hóa lỏng: -162°C
- Nhiệt độ hóa rắn: -183°C
- Điểm bốc cháy: 537°C
- Khối lượng riêng của metan: 0.717 kg/m³
- Tính dẫn điện: Metan không dẫn điện.
3. Đặc điểm tính chất hóa học của CH4
Metan có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học điển hình sau:
Phản ứng thế với halogen clo, brom
Metan phản ứng với halogen (chẳng hạn như clo hoặc brom) tạo ra các dẫn xuất halogen và hidro halogenua.
Ví dụ với clo:
- CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
- CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl
- CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl
- CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl
Phản ứng với hơi nước tạo ra khí CO
- CH₄ + H₂O = CO + H₂O (Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ 1000°C, chất xúc tác Ni).
Phản ứng cháy với oxi
- Phản ứng cháy hoàn toàn: Khi metan cháy trong đủ oxi, sản phẩm là CO₂ và nước:CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q
(Q = −891 kJ/mol ở 25°C, 1 atm) - Phản ứng cháy không hoàn toàn: Trong điều kiện thiếu oxi, metan cháy tạo ra các sản phẩm như fomanđehit, bột than, khí CO, và các khí khác. Phản ứng này thường được sử dụng trong sản xuất fomanđehit, bột than, và khí đốt.
Phản ứng phân hủy tạo ra axetilen
- Metan bị nhiệt phân bằng cách nung nóng nhanh metan với một lượng nhỏ oxi ở nhiệt độ khoảng 1500oC (ΔH = 397kJ/mol)
- Oxi được dùng để đốt cháy 1 phần metan, cung cấp thêm nhiệt cho phản ứng.
Xem thêm : Lưu huỳnh là gì ? Ứng dụng của lưu huỳnh trong đời sống
4. Ứng dụng của metan trong đời sống
Khí metan có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và công nghiệp, bao gồm:
Metan như một nguồn nhiên liệu
Metan (CH₄) là một nguồn nhiên liệu quan trọng trong đời sống hàng ngày, đặc biệt là trong khí gas dùng cho nấu nướng và sưởi ấm. Việc sử dụng khí gas metan giúp giảm thiểu lượng khí CO₂ và CO thải ra môi trường so với việc sử dụng các nhiên liệu khác như than hoặc củi, góp phần bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng.
Ứng dụng của Metan trong ngành công nghiệp
Trong các ngành công nghiệp hóa học, metan (CH₄) được sử dụng rộng rãi để tham gia vào các phản ứng hóa học ở dạng khí, lỏng hoặc rắn. Nó là nguyên liệu quan trọng trong việc sản xuất các chất hóa học thiết yếu như methanol, hydro, anhydrit axetic và axit axetic, đóng vai trò then chốt trong nhiều quy trình công nghiệp.
Lời kết
Với những tính chất vật lý và hóa học đặc trưng, metan được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu,sử dụng trong ngành công nghiệp. Việc nghiên cứu và khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên quý giá này sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của xã hội trong tương lai.
Xem thêm : Công ty hóa chất uy tín và chất lượng
