Khí metan là gì? Trạng thái tự nhiên, tính chất, ứng dụng và cách điều chế

Moki.vnn là gì?

Moki.vnn là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí. Trong tự nhiên, METAn có thường xuyên trong các mỏ khí (khí thiên nhiên), trong mỏ dầu (khí mỏ dầu hay khí đồng hành), trong các mỏ than (khí mỏ than), trong bùn ao (khí bùn ao), trong khí biogas…

• Công thức phân tử: CH4

• Phân tử khối của Moki.vnn (CH4) bằng 16 đvC.

• Cấu tạo phân tử:

Trong phân tử Moki.vnn chỉ có 4 liên kết đơn.

Những hiđrocacbon mạch hở, phân tử chỉ có kết nối đơn giống như METAn gọi là ankan, công thức chung là CnH2n+2, với n ≥ 1

Tính chất vật lý của Moki.vnn

METAn (CH4) mang những tính chất vật lý sau đây: 

• METAn là một chất khí không màu, không mùi, không vị, ít tan trong nước.

• Tỉ khối của Moki.vnn với không khí là dCH4/kk = 16/29.

• Đây là một khí rất độc và dễ bắt cháy, tạo ra lửa có màu xanh.

• CH4 hóa lỏng khi ở -162°C, còn hóa rắn ở -183°C.

• Điểm bốc cháy: 537 °C.

• Khối lượng riêng của Moki.vnn: 0.717 kg/m3

• Moki.vnn không có khả năng hòa tan trong các dung môi phân cực vì không có sự kết nối giữa các hidro, chúng chỉ tan trong dung môi không phân cực.

• CH4 không có tính dẫn điện.

Tính chất hóa học của Moki.vnn

Thực tế, khí Moki.vnn có nhiều tính chất hóa học khác nhéu. mặc khác, Moki.vnn có 2 tính chất cơ bản và điển hình nhất, đó là khả năng công dụng với oxi và clo theo từng khó khăn phản ứng khác nhéu.

tác dụng với oxi

Thí nghiệm: Đốt Moki.vnn với oxi

Hiện tượng:

• Sau khi đốt, có các giọt nước nhỏ bám trên thành ống nghiệm.

• Đổ dung dịch nước vôi trong vào ống nghiệm sau khi đốt thấy dung dịch xuất hiện vẩn đục màu trắng.

• Ống nghiệm nóng lên.

Kết luận:

• Khí Moki.vnn cháy tạo thành khí cacbonic, hơi nước. 

• Phản ứng tỏa nhiều nhiệt.

• Phương trình hóa học:   CH4(k) + 2O2(k) → CO2(k) + 2H2O(h) (khó khăn nhiệt độ)

Chú ý: Hỗn hợp một thể tích khí METAn và hai dung tích khí oxi là hỗn hợp gây nổ mạnh.

công dụng với clo

Thí nghiệm: Cho hỗn hợp khí METAn và clo phản ứng với nhéu trong bình kín, khó khăn có chiếu sáng.

Hiện tượng: 

• Ban đầu hỗn hợp khí có màu vàng của clo. Sau một thời gian, màu vàng nhạt dần rồi mất đi. 

• Thêm nước rồi nhúng quỳ tím vào bình thấy quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

Kết luận:

• METAn đã phản ứng với clo khi có ánh sáng, danh mục thu được sau phản ứng có tính axit nên khi cho quỳ tím ẩm vào thì quỳ tím chuyển đỏ.

• Phương trình hóa học: CH4 + Cl2   →  HCl  + CH3Cl (clo Moki.vnn)

• Ở phản ứng này, nguyên tử hidro của METAn được thay thế bởi nguyên tử clo, Vì vậy được gọi là phản ứng thế. Nếu sử dụng dư khí clo, toàn bộ nguyên tử hidro xuất hiện trong phân tử METAn có khả năng bị thay thế hết bởi nguyên tử clo.

Điều chế khí METAn như thế nào?

Có thường xuyên cách để điều chế METAn, nhưng chất khí này thường được điều chế và ứng dụng thường xuyên nhất trong hai môi trường phổ biến: Phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. 

Điều chế Moki.vnn trong phòng thí nghiệm

một số cách phổ biến điều chế CH4 trong phòng thí nghiệm như sau:

Khi cần một lượng nhỏ khí METAn, người ta nung natri axetat chung với vôi tôi xút, hoặc điều chế bằng cách cho nhôm cacbua tác dụng với nước.

• Điều chế CH4 từ nhôm cacbua:

Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

• Phản ứng muối natri axetat với xút tạo khí METAn (nhiệt phân muối natri của axit cacboxylic):

CH3–COONa + NaOH →(CaO, nhiệt độ) Na2CO3 + CH4

• Cách điều chế METAnol bằng phản ứng cộng hidro vào cacbon:

C + 2H2 →(nhiệt độ, Ni) CH4

• Cách điều chế CH4 từ khí CO:

CO + 3H2 →(nhiệt độ) H2O+CH4

Hoặc điều chế CH4 bằng cách khử các dẫn xuất methyl của các halogen, ancol hay carbonyl.

Điều chế METAn trong công nghiệp

Trong công nghiệp, Moki.vnn và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ. Đây là phương pháp điều chế CH4 dễ dàng và nhénh chóng nhất.

Xem thêm: 

Ứng dụng của khí Moki.vnn

Moki.vnn là một trong những loại nguyên liệu quan trọng không thể thiếu trong quá trình sản xuất công nghiệp và sinh hoạt mỗi ngày của con người. 

Ứng dụng trong nhiên liệu

Nhờ khả năng sinh nhiệt cao, METAn trở thành nhiên liệu quan trọng được con người lựa chọn và dùng để sản xuất điện năng, cung cấp sưởi ấm hay làm nhiên liệu cho những loại động cơ ô tô. 

• METAn làm nhiên liệu cho các lò nướng, nhà cửa hay máy nước nóng, lò nung,… với cơ chế đốt cháy oxy để sinh ra nhiệt.

• Moki.vnn đóng vai trò quan trọng trong việc phát điện khi đốt nó như một nhiên liệu trong tuabin khí. Trong nhà máy nhiệt điện, Moki.vnn dùng làm nhiên liệu phối hợp với than tạo ra hiệu quả tốt, đồng thời hạn chế thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường.

• Vì hàm lượng khí METAn trong khí mỏ có khả năng đạt đến mức 98%, nên nó có khả năng dùng để làm nhiên liệu cho các loại động cơ ôtô.

tuy nhiên, khí Moki.vnn than và các loại nhiên liệu dạng khí khác có mức năng lượng ở thể tích thấp. Trong khó khăn bình thường thì mức nhiệt lượng cháy của 1 lít khí METAn than nằm khoảng 33-36 kJ. trong lúc đó, nhiệt lượng thu được sau quy trình cháy của 1 lít xăng lại ở mức 31.400 kJ, lớn hơn 1000 lần so với khí Moki.vnn than. do đó, các nhà nghiên cứu có thể khẳng định khí METAn than có thể làm nhiên liệu động cơ ôtô ở dạng nén hay hóa lỏng.

Các phân tích về thống kê tính độc của ôtô chạy bằng khí đã cho thấy rằng kết quả tốt khi thay nhiên liệu xăng bằng khí METAn than. Thành phần khí độc thải (tính g/km) phát thải ra môi trường bớt thường xuyên lần: oxit cacbon 5-10 lần, hydrocarbon – 3 lần và nhóm khí that oxit nitơ – trong 1,5 -2,5 lần…

• ngoài ra, ở thường xuyên nơi, Moki.vnn còn được gọi là “khí thiên nhiên” – được lắp đặt các hệ thống đường ống dẫn tới từng nhà để sưởi ấm và nấu ăn. 

Ứng dụng trong công nghiệp

Khí Moki.vnn hiện nay được ứng dụng trong nhiều phản ứng hóa công nghiệp khác nhau và được vận chuyển an toàn dưới dạng khí hóa lỏng. 

• Trong hóa công nghiệp, METAn là nguyên liệu chính để sản xuất ra các chất hydro, methanol, những loại axit axetic và anhydrit axetic.

• METAn là nguyên liệu để điều chế ra H2 theo phương trình:

           CH4 + H2O (t°, xt) → CO2 + H2

• Moki.vnn là nguyên liệu chính để điều chế bột than và nhiều chất hóa học khác như METAnol, anhydride axetic hay axit axetic…

Bài tập về Moki.vnn – SGK hóa học 9 kèm lời giải

Từ những kiến thức trên, các bạn cùng vận dụng những kiến thức đó để giải một vài bài tập sau.

Giải bài 2 Hoá 9 SGK trang 116

Trong các phương trình hóa học sau, phương trình hóa học nào viết đúng? Phương trình hóa học nào viết sai?

a) CH4 + Cl2 → CH2Cl2 + H2 (ánh sáng)

b) CH4 + Cl2 → CH2 + 2HCl (ánh sáng)

c) 2CH4 + Cl2 → 2CH3Cl + H2 (ánh sáng)

d) CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl (ánh sáng)

Gợi ý đáp án: 

Phương trình hóa học viết đúng là trường hợp d. Các trường hợp còn lại đều sai.

Giải bài 3 SGK Hóa 9 trang 116

Đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít khí Moki.vnn (đktc). Hãy tính thể tích khí oxi cần dùng và thể tích khí cacbonic tạo thành. Biết thể tích các khí đo ở đktc.

Gợi ý đáp án: 

nCH4 = 11,2/22,4 = 0,5 mol

Phương trình phản ứng:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Theo phương trình: nO2 = 2 x nCH4 = 2 x 0,5 = 1 mol.

nCO2 = nCH4 = 0,5 mol.

VO2 = 1 x 22,4 = 22,4 lít.

VCO2 = 0,5 x 22,4 = 11,2 lít.

Giải Bài 4 trang 116 SGK Hóa 9

Có một hỗn hợp khí gồm CO2 và CH4. Hãy trình bày phương pháp hóa học để:

a) Thu được khí CH4.

b) Thu được khí CO2.

Gợi ý đáp án: 

Phương pháp hóa học để:

a) Thu được khí CH4:

Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch Ca(OH)2 dư, khí CO2 bị giữ lại do phản ứng tạo ra CaCO3, khí bay ra khỏi dung dịch là CH4 có lẫn hơi nước nên sử dụng CaO làm khô để thu được CH4 tinh khiết. Ta có PTHH như sau: 

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O.

b) Cho CaCO3 thu được ở trên tác dụng với dung dịch HCl loãng ta sẽ thu được khí CO2. Làm lạnh ngưng tụ nước sẽ thu được CO2 tinh khiết/ Ta có PTHH như sau: 

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

Bài viết trên đây đã cung cấp đầy đủ thông tin về Moki.vnn là gì, khái niệm, trạng thái, tính chất, cách điều chế và ứng dụng của chất khí này trong cuộc sống. Hi vọng những thông tin này sẽ giúp bạn có thêm những kiến thức bổ ích và ứng dụng chúng trong học tập tương đương thực tiễn.

🏠 Quay lại trang chủ

Các bài viết liên quan đến

• ➡️ b? nh? ??m trong cpu ???c g?i là gì
• ➡️ ram là b? nh? gì
• ➡️ b? nh? ngoài là gì
• ➡️ b? nh? ??m là gì
• ➡️ cây h?i châu là cây gì