Источники

Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксованиикаменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению:

• абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;

• биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;

• бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;

• термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Интересно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано-этановой смеси.

Получение

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.

2NaOH+CH₃COOH→(t)Na₂CO₃+CH₄↑+H₂O

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия:^[7]

CH₃COONa + NaOH → CH₄↑ + Na₂CO₃

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (напр., метилмагнийбромида).

Химические свойства

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184С (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения (например, CH₄ + 3Cl₂= CHCl₃+ 3HCl), которые проходят по свободно радикальному механизму:

CH₄ + Cl₂ = CH₃Cl (хлорметан)+ HCl

CH₃Cl + ½Cl₂ = CH₂Cl₂ (дихлорметан)

CH₂Cl₂ + ½Cl₂ = CHCl₃ (трихлорметан)

CHCl₃ + ½Cl₂ = CCl₄ (тетрахлорметан)

Выше 1400 °C разлагается по реакции: 2CH₄ = C₂H₂ + 3H₂

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм по цепному радикальному механизму:

CH₄ + 3[O] = HCOOH + H₂O

Соединения включения

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана

1. Топливо.

2. Продукты хлорирования используются в огнетушителях, а так же как снотворное, или растворитель.

3. Производство продукта дегидрирования-ацетилена.

4. Продукт конверсии-синтез-газ. Используется для производства метанола и формальдегида, а следовательно и полимеров, медикаментов и денатурирующих и дезинфицирующих материалов. Также из синтез-газа изготавливаются аммиак и удобрения.

Физиологическое действие

Метан является наиболее инертным соединением из группы парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан оказывает лишь в очень высокой концентрации (из-за малой растворимости метана в воде и крови). Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека головную боль.

Первая помощь при остром отравлении: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. Грелки. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание.