Metan

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ten artykuł dotyczy związku organicznego. Zobacz też: Metan (przystanek kolejowy).
Metan
Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki Niepodpisana grafika związku chemicznego; prawdopodobnie struktura chemiczna bądź trójwymiarowy model cząsteczki
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny CH4
Masa molowa 16,04 g/mol
Wygląd bezbarwny i bezwonny gaz[1]
Identyfikacja
Numer CAS 74-82-8
PubChem 297[2]
Podobne związki
Podobne związki etan, propan, silan
Pochodne alkanowe tetrachlorometan, trifluorometan, chloroform, jodoform, tetrafluorometan
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Metan, CH4organiczny związek chemiczny, najprostszy węglowodór nasycony (alkan). W temperaturze pokojowej jest bezwonnym i bezbarwnym gazem. Jest stosowany jako gaz opałowy i surowiec do syntezy wielu innych związków organicznych.

Występowanie[edytuj]

Metan został odkryty i wyizolowany przez Alessandro Voltę w latach 1776–1778, gdy badał gaz z mokradeł nad jeziorem Maggiore. Powstaje on w przyrodzie w wyniku beztlenowego rozkładu szczątków roślinnych (np. na bagnach), tworząc tzw. gaz błotny[9]. Stanowi też główny składnik składnik gazu kopalnianego i gazu ziemnego[9] (zwykle ≥90%). Głównym źródłem metanu jest gaz ziemny i pokłady węgla (Główny Instytut Górnictwa wskazuje na możliwe zasoby geologiczne metanu w pokładach węgla w Polsce na poziomie 250 mld m3[10]).

Budowa cząsteczki[edytuj]

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).

Otrzymywanie[edytuj]

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[edytuj]

Stosowany w górnictwie metanomierz

Mieszanina metanu z powietrzem w stężeniu objętościowym 4,5–15% ma właściwości wybuchowe. Tworzenie się tej mieszaniny wskutek przedostania się metanu do zamkniętych pomieszczeń (np. w kopalniach węgla kamiennego) bywa przyczyną groźnych w skutkach eksplozji. W mieszaninie o proporcji powyżej 15% pali się płomieniowo.

Reakcje charakterystyczne dla metanu (z reguły takie same, jak dla alkanów):

Wpływ na atmosferę[edytuj]

Metan jest gazem cieplarnianym, którego potencjał cieplarniany jest 72 krotnie większy niż dwutlenku węgla (w skali 20 lat) lub 25 (w skali 100 lat)[15], a średnia zawartość w atmosferze wynosi 1,7 ppm (w ciągu minionych dwustu lat wzrosła ponad dwukrotnie)[16].

Metan wpływa także w niewielkim stopniu na degradację ozonosfery[17].

Zastosowanie[edytuj]

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

Zobacz też[edytuj]

Przypisy[edytuj]

  1. Podręczny słownik chemiczny. Romuald Hassa, Janusz Mrzigod, Janusz Nowakowski (redaktorzy). Wyd. I. Katowice: Videograf II, 2004, s. 242-243. ISBN 8371832400.
  2. a b Metan – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  3. a b c d Lide 2009 ↓, s. 3-326.
  4. a b c Metan. Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) dla Polski. [dostęp 2015-03-27].
  5. a b Lide 2009 ↓, s. 6-63.
  6. Lide 2009 ↓, s. 6-188.
  7. a b Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji według Rozporządzenia (WE) nr 1272/2008, zał. VI, z uwzględnieniem Rozporządzeń ATP: Metan w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2015-03-27].
  8. Metan (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2015-03-27].
  9. a b metan. W: Encyklopedia techniki. Chemia. Władysław Gajewski (red.). Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1965, s. 416. OCLC 33835352.
  10. GIG: metan z pokładów węgla ważniejszy od atomu i łupków
  11. Obliczona dla d = 0,7175 kg/m³, zob. Metan (ang. • niem.) w bazie IFA GESTIS. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA). [dostęp 2016-09-22].
  12. Methane. National Institute of Standards and Technology (NIST). [dostęp 2016-09-22].
  13. Pittam, D. A., Pilcher, G.. Measurements of heats of combustion by flame calorimetry. Part 8.-Methane, ethane, propane, n-butane and 2-methylpropane. „Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 1: Physical Chemistry in Condensed Phases”. 68 (0), s. 2224-2229, 1972. DOI: 10.1039/F19726802224. 
  14. A. E. Cziczibabin: Podstawy chemii organicznej. T. 1. Warszawa: PWN, 1957, s. 167.
  15. IPCC Fourth Assessment Report, Working Group 1, Chapter 2
  16. Climate Change 2001: Working Group I: The Scientific Basis. 6.3.3 Halocarbons (ang.). UNEP/GRID-Arendal, 2003. [dostęp 2009-05-03].
  17. D.W. Fahey: Twenty Questions And Answers About The Ozone Layer. United Nations Environment Programme. Ozone Secretariat, 2002, s. Q.12. [dostęp 2010-10-15].

Bibliografia[edytuj]