Để thu khí CH4 khi điều chế trong phòng thí nghiệm dụng phương pháp nào sau đây

Metan (CH4) là loại khí sở hữu sẵn trong tự nhiên, là thành phần trong khí gas mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Tuy nhiên, chắc hẳn ít người biết những thông tin cụ thể về loại khí này, cách điều chế Metan trong phòng thí nghiệm như thế nào? Lúc sử dụng khí metan cần lưu ý gì?

Khí Metan (CH4) là gì?

Khí Metan (CH4) hay còn gọi với mẫu tên khác là methane. Đây là một loại hidrocacbon thuần tuý nhất nằm trong nhóm ankan. Metan (CH4) thuộc nhóm hợp chất hữu cơ, là loại chất xuất hiện trong chương trình hóa học phổ thông.

Công thức cấu tạo của Metan (CH4) minh hoạt dưới hình:

Khí Metan (CH4) được tìm thấy nhiều trong tự nhiên, nó xuất hiện ở những mỏ khí, mỏ dầu, thêm vào đó được chiết tách từ những quá trình sản xuất khí đốt.

Những tính chất vật lý của Metan (CH4)

Metan (CH4) cũng sở hữu một số tính chất vật lý nhất định. Cụ thể ở điều kiện tiêu chuẩn, khí metan ko sở hữu màu, nhẹ hơn ko khí, ko vị, ko mùi. Khí Metan (CH4) được cho là độc hại đối với sức khỏe con người và khá nguy hiểm vì dễ xảy ra cháy nổ do bén lửa nhanh.

• Lúc Metan (CH4) cháy sẽ tạo ra một ngọn lửa màu xanh da trời.
• Nhiệt độ hóa lỏng của metan là: −162 °C
• Nhiệt độ hóa rắn của metan là:  −183 °C
• Khối lượng riêng metan là: 0.717 kg/m3

Metan (CH4) là một ankan ko sở hữu tạo ra liên kết hidro nên ko thể tan trong những dung môi phân cực (H2O). Nó chỉ tan trong những dung môi ko phân cực mà ko. Vì ko tan trong nước nên Metan (CH4) cũng ko sở hữu tính dẫn điện.

Những tính chất hóa học của Metan (CH4)

Metan (CH4) sở hữu một số tính chất hóa học nhất định, tiêu biểu của nhóm những ankan. Cụ thể thì sở hữu phản ứng thế, phản ứng mất màu brom, phản ứng cháy, phản ứng phân hủy,….

Đây là phản ứng của Metan (CH4) với những yếu tố thuộc nhóm Halogen trong điều kiện môi trường sở hữu ánh sáng và nhiệt độ. Những yếu tố thuộc nhóm Halogen sẽ tuần tự thế vào từng nguyên tử H một tạo thành những dẫn xuất metyl halogen. Cụ thể phản ứng hóa học được mô tả diễn tiến như sau:

CH3-H + X2 → CH3-X+ HX

Ví dụ: Metan (CH4) tác dụng brom

Br2 + CH4 → CH3Br + HBr

Clo hóa Metan (CH4) thu được CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4.

Phương trình hóa học:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl

CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl

CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl

Metan (CH4) sở hữu tác dụng với khá nước ở nhiệt độ từ 700 – 900 độ C, và sở hữu xúc tác là Ni. Sản phẩm sinh ra khí CO và Hidro. Đây cũng là phản ứng trong điều chế Hidro phục vụ công nghiệp.

CH4 + H2O → CO + 3H2

Metan (CH4) sở hữu phản ứng oxi hóa tiêu biểu, sở hữu thể cháy trong ko khí và sinh ra lượng nhiệt to. Phương trình:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Metan (CH4) sở hữu phản ứng phân hủy để tạo thành CH=CH ở nhiệt độ 1500oC, điều kiện là làm lạnh nhanh. Đây cũng là cách để điều chế ra Axetilen nhanh nhất, phổ biến nhất hiện nay.

2CH4 → C2H2 + 3H2

||Tìm hiểu thêm: cách điều chế axetilen trong phòng thí nghiệm

Lúc cho Metan (CH4) tác dụng với khí Clo trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ xảy ra phản ứng tạo thành muội than và khí hidro clorua.

CH4 + 2Cl2→ C+4HCl

Điều chế Metan trong phòng thí nghiệm bằng cách nào?

Sở hữu rất nhiều cách điều chế metan trong phòng thí nghiệm, nhưng những cách dưới đây là tiêu biểu, dễ ứng dụng nhất.

Lúc cần một lượng nhỏ metan, người ta nung natri axetat với vôi tôi xút, phản ứng sẽ sinh ra khí CH4. Chúng ta thu khí CH4 ở phản ứng bằng phương pháp đẩy nước.

Phương trình điều chế metan trong phòng thí nghiệm:

CH3COONa +  NaOH → Na2CO3 + CH­4 

Phản ứng điều chế metan trong phòng thí nghiệm cũng được thực hiện bằng cách cho Nhôm Cacbua (Al4C3) tác dụng với nước.

Phương trình điều chế metan trong phòng thí nghiệm:

Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

Ngoài ra còn sở hữu thể điều chế Metan thông qua phản ứng cùng Hidro vào Cacbon:

C + 2H2 → CH4 (điều kiện sở hữu nhiệt độ cao, chất xúc tác Ni)

Điều chế Metan (CH4) từ khí CO:

CO + 3H2 → H2O+CH4 (điều kiện nhiệt độ cao)

Điều chế Metan (CH4) bằng cách khử những dẫn xuất methyl của những yếu tố nhóm halogen, ancol hay carbonyl.

Trong công nghiệp người ta thu khí Metan (CH4) và những đồng đẳng bằng cách chiết tách từ khai thác khí thiên nhiên và dầu mỏ.

Lưu ý lúc tiến hành điều chế Metan trong phòng thí nghiệm

Một số lưu ý cần nắm để quá trình điều chế khí Metan (CH4) diễn ra nhanh chóng, ko bị gián đoạn, kết quả thu được thành công nhất:

• Trong quá trình điều chế khí Metan (CH4), chúng ta sở hữu thể thu khí Metan bằng phương pháp đẩy nước.
• Phải sử dụng CaO mới, nếu đã bị ẩm và rã thì CH3COONa phải thật khô, ko dính nước. Sở hữu nước sẽ làm cho phản ứng xảy ra chậm, kết quả ko được cao.
• Đun nóng bình cầu để khí Metan (CH4) được sinh ra, ko để ngọn lửa lan tới sắp chỗ thoát khí tránh Metan (CH4) vừa sinh ra đã bị cháy hết.
• Lúc phản ứng kết thúc tháo rời ống dẫn khí, đậy nút lại, tránh nước tràn vào lúc đang đun

Những ứng dụng của Metan (CH4) trong thực tế

Metan (CH4) là một trong những chất khí sở hữu vai trò quan yếu trong tự nhiên cũng như những ngành hoạt động đời sống của con người. Một số ứng dụng cụ thể và vượt bậc phải kể tới:

• Sử dụng làm nhiên liệu phục vụ quá trình đốt cháy tạo ra nhiệt
• Sử dụng điều chế bột than và một số chất hóa học khác
• Làm vật liệu phục vụ nghiên cứu hóa học

Mặc dù khá quan yếu và được ứng dụng nhiều nhưng khí Metan (CH4) cũng gây ra tác động hiệu ứng nhà kính, tác động tới sự sinh trưởng của con người và những sinh vật khác trên trái đất.

Những thông tin về cách điều chế Metan trong phòng thí nghiệm đã được chúng tôi san sẻ trên đây. Nếu sở hữu gì thắc mắc, độc giả sở hữu thể để lại bình luận chúng tôi sẽ tương trợ tư vấn cụ thể. Hóa học là một môn học vô cùng thú vị, sở hữu tính thực tiễn cao. Muốn học tốt hóa thì bạn cần phải siêng năng và nỗ lực tìm tòi nhiều hơn nữa.

||Bài viết liên quan khác:

• Điều Chế HNO3 Trong Phòng Thí Nghiệm | Sơ đồ, phương trình
• Cách điều chế CO trong phòng thí nghiệm chuẩn nhất
• Những Chất Lưỡng Tính Thường Gặp Trong Hoá Học Và Dạng Bài Tập
• Khí Nito Là Gì? Điều Chế N2 Trong Phòng Thí Nghiệm