Свойства метана
Метан горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1м3. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Особую опасность представляет метан, выделяющийся при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в горные выработки, а также на угольных обогатительных и брикетных фабриках, на сортировочных установках. Так, при содержании в воздухе до 5–6% метан горит около источника тепла (температура воспламенения 650—750 °С), от 5–6% до 14–16% взрывается, свыше 16% может гореть при притоке кислорода извне. Снижение при этом концентрации метана может привести к взрыву. Кроме того, значительное увеличение концентрации метана в воздухе бывает причиной удушья (например, концентрации метана 43% соответствует 12% O2).
Взрывное горение рас со скоростью 500—700 м/сек; давление газа при взрыве в замкнутом объёме равно 1 Мн/м2. После контакта с источником тепла воспламенение метана происходит с некоторым запаздыванием. На этом свойстве основано создание предохранительных взрывчатых веществ и взрывобезопасного электрооборудования. На объектах, опасных из-за присутствия метана (главным образом, угольные шахты), вводится т.н. газовый режим.
При 150-200 °С и давлении 30-90 атм метан окисляется до муравьиной кислоты.
Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко рас в природе.
Применение метана
Метан — наиболее термически устойчивый насыщенный углеводород. Его широко используют как бытовое и промышленное топливо и как сырьё для промышленности. Так, хлорированием метана производят метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ, четырёххлористый углерод.
При неполном сгорании метана получают сажу, при каталитическом окислении — формальдегид, при взаимодействии с серой — сероуглерод.
Термоокислительный крекинг и электрокрекинг метана— важные промышленные методы получения ацетилена.
Каталитическое окисление смеси метана с аммиаком лежит в основе промышленного производства синильной кислоты. Метан используют как источник водорода в производстве аммиака, а также для получения водяного газа (т. н. синтез-газа): CH4 + H2O → CO + 3H2, применяемого для промышленного синтеза углеводородов, спиртов, альдегидов и др. Важное производное метана — нитрометан.
2) 4Ca + 10HNO3 = NH4NO3 + 3H2O + 4Ca(NO3)2 (4+10+1+3+4=22, в)
Ca⁰ - 2e = Ca⁺² 4
N⁺⁵ + 8e = N⁻³ 1
Ca + 4HNO3 = 2NO2 + 2H2O + Ca(NO3)2 (1+4+2+2+1=10, в)
Ca⁰ - 2e = Ca⁺² 1
N⁺⁵ + 1e = N⁺⁴ 2
3) MgSO4; Al2(SO4)3; CoSO4 (Co2(SO4)3); ZnSO4
Na3PO4; Fe3(PO4)2; Mg3(PO4)2; K3PO4
Ca(NO3)2; Cr(NO3)3; Ni(NO3)2; Fe(NO3)3
ZnCl2; KCl; CaCl2; NaCl
4) Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
CaO + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O
Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O
BaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Ba(NO3)2
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2
MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
KOH + HNO3 = KNO3 + H2O
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl