Khí Metan là gì? Tính chất, ứng dụng & nguồn gốc của metan

I.Vài nét về khí khí metan

1. Khí Metan là gì?

Metan hay mêtan là một hợp chất hóa học có công thức hóa học CH₄. Đây là một trong những loại khí thuộc dãy đồng đẳng ankan và là hydroncacbon đơn giản nhất. Đồng thời Metan cũng là một thành phần chính của khí tự nhiên, khí dầu mỏ, khí bùn ao hay đầm lầy nên nó còn được gọi là khí đầm lầy và khí bùn.

Metan được tạo ra từ trong quá trình chế biến dầu mỏ, chưng cất khí than đá.

2. Một số đặc điểm cơ bản

Ở điều kiện tiêu chuẩn, metan là một chất khí không màu, không mùi, không vị
Nhiệt độ hóa lỏng: -162 ^oC
Nhiệt độ hóa rắn: -183 ^oC
Tỷ trọng tại áp suất thường: 717g/m³
Rất dễ cháy
Trong công nghiệp, để dễ nhận biết metan thường được trộn với một lượng chất nhỏ các hợp chất chứa lưu huỳnh có mùi mạnh.

II.Các tính chất hóa học của Khí metan

1. Tác dụng với oxi

Khi cho khí metan tác dụng với oxi tạo ra khí cacbonic và nước, đây còn gọi là phản ứng cháy.

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

2. Tác dụng với clo

Khí metan thế clo tạo ra metyl clorua trong điều kiện có ánh sáng

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (khí)

Nếu tiếp tục cho phản ứng với clo, kết quả thu được là metyl halogic và axit halogenic.

CH₃Cl + CL₂ → CH₂Cl₂ + HCl

CH₂CL₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

Đây là phản ứng với nhiều giai đoạn, người ta thường gọi là phản ứng thế halogen

3. Phản ứng phân hủy

Ở nhiệt độ trên 1000 độ C, metan có thể bị phân hủy

CH₄ → C + 2H₂

Metan tác dụng với Cl₂ khi bị đun nóng hoặc phản ứng với Flo ở điều kiện thường cho ra muội than và khí axit

CH₄ + 2Cl₂ → C + 4HCl

III.Phương pháp điều chế khí Metan

Để điều chế metan có rất nhiều cách, nhưng chủ yếu sử dụng một số phương pháp sau:

Sử dụng nhôm cacbua:

Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄ (khí).

Có thể thay thế nước cho HCl: Al₄C₃ + 12HCl → 4Al(OH)₃ + 3CH₄ (khí)

Cho phản ứng với vôi tôi xút có sự xúc tác CaO ở nhiệt độ cao:

CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃

Phản ứng trực tiếp, dùng niken làm chất xúc tác:

C + 2H₂ → CH₄

Sử dụng khí CO:

CO + 3H₂ → H₂O + CH₄

Điều chế metan từ đường glucose:

C₆H₁₂O₅ → 3CO₂ + 3CH₄

Điều chế từ khí tự nhiên
Cho phản ứng cracking ankan có từ 3C trở lên:

C₃H₈ → CH₄ + C₂H₄

IV.Ứng dụng của Khí metan

1. Trong làm nhiên liệu

Với khả năng sinh nhiệt cao, metan được xem là một nhiên liệu quan trọng trong sản xuất điện năng, giúp cung cấp sưởi ấm hay nhiên liệu ô tô. Metan sinh ra ít CO2 hơn so với than đá khi đốt cháy.

Được sử dụng 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
Dùng làm nhiên liệu cho động cơ oto hay ở dạng nén hoặc hóa lỏng. Trước đó, khí metan than đã từng được ứng dụng trong các động cơ đốt trong nhưng đòi hỏi độ tinh khiết hoặc khí metan cần được làm sạch tốt nên phải thường xuyên bảo dưỡng và lắp đặt các bộ lọc phụ.
Đóng vai trò quan trọng trong việc phát điện khi đốt nó như một nhiên liệu trong tubin khí. Trong nhà máy nhiệt điện: dùng khí metan làm nhiên liệu phối hợp với than cho ra hiệu qua tốt đồng thời giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường.
Ngoài ra, ở nhiều nơi, metan còn được xem là khí thiên nhiên sử dụng trong sưởi ấm và nấu ăn

2. Trong công nghiệp

Là nguyên liệu quan trọng để sản xuất hydro methanol hay axit axetic cùng anhydrit axetic
Dùng để điều chế axetilen và anhehit axetic

V.Khí Metan ảnh hưởng như thế nào đến con người và môi trường?

1. Đối với con người

Metan là một chất độc có thê gây nguy hiểm đến sức khỏe con người. Nó có thể gây bỏng nhiệt và gây ngất nếu nồng độ oxy thấp hơn 18% (do methan có khả năng chiếm chỗ của oxy). Metan rất dễ cháy và có thể tác dụng với không khí để tạo ra những sản phẩm dễ cháy nổ. Vì vậy, cần lưu ý khi sử dụng methan

2. Đối với khí quyển Trái Đất

Nó là một trong những khí gây nên hiệu ứng nhà kính. Metan làm thúc đẩy sự oxy hóa hơi nước ở tầng bình lưu. Sự gia tăng hơi nước này gây hiệu ứng nhà kính nhiều hơn so với hiệu ứng trực tiếp của methan. Năm 1998 mật độ metan đã tăng khoảng 150% so với năm 1750 với mật độ trung bình trên bề mặt Trái Đất khoảng 1745ppb. Hiện nay, hàng năm khí quyển vẫn thu nhận khoảng từ 400 đến 765 x 1012g khí metan.

VI.Nhà cung cấp khí chất lượng uy tín

Công ty Cổ phần khí chuẩn Toàn cầu là nhà sản xuất và phân phối tất cả các loại khí hàng đầu tại Việt Nam.

Quý khách hàng nếu có nhu cầu sử dụng khí chuẩn, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline: 0858.446.446; 0814144144 hoặc truy cập wedsite: khichuanvietnam.com để được tư vấn.

Trân trọng cảm ơn!