2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
El metan, je najjednostavnije jedinjenje ugljenika, čiji sastav se zasniva na jednom ugljeniku i četiri vodonika, sa formulom CH4. To je plin bez mirisa i boje, a također je vrlo slabo rastvorljiv u vodi. Svaki od atoma vodika vezan je za ugljik pomoću kovalentne veze. To je nepolarno jedinjenje koje se javlja kao gas pri normalnoj temperaturi i pritisku. Postoje ogromne količine ovog gasa, opšte poznatog kao prirodni gas, u podzemnim rezervoarima i ispod morskog dna, posebno ispod arktičkog morskog dna. Prirodno se proizvodi kao konačni proizvod u biljkama nakon anaerobnog truljenja, procesa koji se koristi da se iskoristi za proizvodnju bioplina. Prisutan je i u rudnicima uglja, poznatim kao vatrena vatra, jer je prilično opasan jer je vrlo zapaljiv i stoga eksplozivan.
Metan je trenutno jedan od glavnih izvora toplotne energije jer prolazi kroz egzotermnu reakciju sagorevanja:
CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)
Naša čula mirisa i vida ne hvataju metan, tako da se ovom gasu obično dodaju druga organska jedinjenja sumpora, prilično intenzivnog mirisa, pre nego što ih potrošači koriste, kako bismo mogli da otkrijemo mogući beg.
Reakcija sagorevanja metana predstavlja izazov za hemičareneorganski, budući da je metan, zajedno sa hiljadama drugih jedinjenja dobijenih iz ugljenika i vodonika, kinetički stabilan na oksidaciju, međutim, sa stanovišta termodinamike, navedena reakcija nije baš povoljna. Potrebno je primijeniti plamen ili iskru na reakciju, kako bi se ona mogla izvesti. Ovo je u oštroj suprotnosti s drugim spojem, silanom (SiH4), koji se zapali kada dođe u kontakt s kisikom. Ova velika razlika, čemu je to posledica? Moglo bi se reći da se dešava isto što i u slučaju reaktivnosti ugljikovih halogenida i silicija s vodom, odnosno nedostatak d-tipa orbitala koje su dostupne na atomima ugljika. Ali, ipak, mehanizam oksidacije se dosta razlikuje od mehanizma hidrolize, pa je opasno prihvatiti samo jedno objašnjenje.
Neophodno je pažljivo ispitati hemiju hidrida, pošto mnogi od njih burno reaguju sa kiseonikom (neki ne). Na primjer, diboran, sa formulom B2H6, silan (SiH4) ili german (GeH4), svi su hidridi koji vrlo burno reagiraju s kisikom. S druge strane, metan (CH4), amonijak (NH3) i također sumporovodik (H2S), kinetički gledano, su hidridi stabilni na oksidaciju. Ključna karakteristika je relativna elektronegativnost navedenih elemenata. Na primjer, u boranu, silanu ili germanu, vodonik je najelektronegativniji element koji postoji, dok je metan, kao i amonijak i sumporovodikvodonika, posjeduju vodonik koji je najmanje elektronegativan. Stoga je polaritet veze obrnut. Vodik je djelomično negativan, mnogo je reaktivniji od atoma vodika koji je djelomično pozitivan.
Metan je jedan od gasova staklene bašte, koji doprinosi globalnom zagrijavanju.
Glavne reakcije koje se odvijaju uz učešće metana su na primjer sagorijevanje, parno reformiranje i halogeniranje. Ali općenito, reakcije na metan je teško kontrolisati.
