Метан

МЕТАН (рудничный, болотный газ) СН₄, мол. м. 16,04; бесцв. газ без запаха; т. пл. -182,48 °С, т. кип. -161,49 °С: d₄^-164 0,415; t_крит -82,4°С, p_крит 4,6 МПа, d_крит 160,4 кг/м³; С⁰_p 2,22кДж/(кг^.К); DH⁰_исп 8,22 кДж/моль, DH⁰_обр -84,9 кДж/моль, DH⁰_сгор -882 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 186,2 Дж/(моль^.К); DG⁰_обр - 50,6 кДж/моль. Р-римость в воде (г в 100 мл): 0,005563, 0,003308 и 0,00170 соотв. при 0, 20 и 100 °С; раств. в этаноле, эфире, ССl₄, в углеводородах. Молекула М. имеет тетраэдрич. строение (sp -гибридизация углеродного атома).

М.-первый член гомологич. ряда насыщенных углеводородов, наиб. устойчив к хим. воздействиям. Подобно др. алканам вступает в р-ции радикального замещения (гало-генирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакц. способностью. Специфична для М. р-ция с парами воды, к-рая протекает на Ni/Al₂O₃ при 800-900 °С или без катализатора при 1400-1600 °С; образующийся синтез-газ м. б. использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной к-ты, аце-тальдегида и др. продуктов. Нек-рые характерные для М. р-ции приведены на схеме:

Разрабатываются р-ции окислит. дегидроизомеризации М. в этилен и др. углеводороды, а также прямого окисления М. в метанол и формальдегид на оксидных катализаторах,

М.-основной компонент природного и рудничного газов (до 98%), образуется также в результате анаэробного (ме-танового) брожения целлюлозы (болотный газ, биогаз). М. составляет основу атмосферы ряда планет - Сатурна, Юпитера и его спутника Титана.

В пром-сти М. выделяют из природного или крекинг-газа низкотемпературной дистилляцией или адсорбцией на цеолитах. М.б. получен также гидрированием СО и СО₂ на катализаторе при 200-300 °С. В лаб. условиях получают сплавлением ацетата Na с NaOH, гидролизом карбида Аl или разложением метилмагнийгалогенидов.

В составе природного коксового и биогазов М. используют в качестве топлива. В пром-сти его применяют для получения синтез-газа, водорода, ацетилена, техн. углерода, HCN, метил- и метиленхлоридов, СНСl₃, ССl₄, CH₃NO₂, фреонов.

С воздухом М. образует взрывоопасные смеси, что является осн. причиной взрывов на угольных шахтах. Т. всп. -187,9 °С, т. самовоспл. 537,8 °С, КПВ 5-15%. М. нетоксичен, ПДК 300 мг/м³.

Лит.: Метан, М.,