METANUL

METANUL

A fost descoperit de A.Volts in 1778 in malul baltilor si a fost numit prima oara gaz de balta. Metanul este cel mai simplu alcan, o hidrocarbura saturata aciclica, primul termen al seriei de hidrocarburi parafinice. Se gaseste sub forma de zacaminte naturale in stare destul de pura, la noi in tara puritatea metanului fiind de 99%. Cantitati apreciabile de gaz metan se gasesc si in minele de carbuni.
Metanul se produce si acolo unde a avut loc o fermentare a celulozei in absenta aerului, sub influenta unor bacterii anaerobe; de aceea, din fundul baltilor, unde continuu plutesc plante, se degaja uneori metan.
Este un component in proportie de 20-30% din gazul de iluminat rezultat prin distilarea uscata a huilei. Separarea metanului din gazul de iluminat constituie un izvor pentru obtinerea lui in tarile bogate in zacaminte de carbuni. Ca si petrol, gazul metan se dextrage din zacaminte prin sonde. De la locul de extractie, el este trimis prin conducte pana la centrele de consum.
In laborator metanul se poate prepara prin reactia dintre apa si carbura de aluminiu (metoda Moissan):

Al-4C3 + 12H2O = 3CH5 + 4Al(OH)2

intr-un dispozitiv de preparat gaze la cald. Si carbura de beriliu formeaza cu apa, in mod preponderent, metan.
O alta metoda de laborator este descompunerea acetatului de sodiu (sau de potasiu) prin incalzire calce sodata (metoda Dumas):

CH3-COONa + NaOH = CH4 + NaCO3

Metanul este un gaz incolor, fara miros, mai usor decat aerul. Este foarte putin solubil in apa (sub 1%), dar solubil in alcool si eter. Arde cu flacara putin luminoasa, cu degajare mare de caldura. Un amestec mare da metan si oxigen sau aer explodeaza in prezenta unei scantei. Asa se explica exploziile care se produc uneori in minele de carbuni, unde se gasesc cantitati insemnate de metan.
Pentru ca amestecul de metan si aer, numit gaz grizu, sa nu produca exlozie in mine, lampile aprinse sunt prevazute cu panze metalice, care inconjoara flacara. Produsele de ardere a metanului sunt bioxid de carbon si apa.
Prin arderea metanului cu cantitati reduse de aer, rezulta, dupa conditiile de reactie, carbon si vapori de apa sau oxid de carbon si hidrogen:
2CH4 + O2 = 2CO + 4H2
Prin trecerea metanului impreuna cu vaporii de apa, peste un catalizator, la temperaturi ridicate, au loc urmatoarele reactii de oxidare a metanului:
CH4 + H20 = CO + 3H2
CH4 + 2H20 = CH2 + 4H2
Din reactiile de halogenare a metanului mai importanta este clorurarea. Un amestec de metan si clor, in prezenta unui catalizator sau la lumina puternica, reactioneaza cu formarea diferitelor produse de clorurare: clormetan CH3Cl, diclormetan CH4Cl2, triclormetan CHCl3, tetraclormetan.
Cea mai importanta metoda de clorurare a metanului este clorurarea termica. Reactiile de clorurare sunt initiate prin incalzirea reactantiilor la temperaturi de 400-500 0 C.
CH4 + 2Cl2 = C + 4HCl
Descompunerea termica a metanului duce la formare de carbon si hidrogen:
CH4 = C + 2H2
Intrebuintarile metanului sunt multiple si interesante, in special in industria chimica pentru care metanul este una din cele mai valoroase materii prime.
Chimizarea metanului se poate realiza pe urmatoarele cai:

1) Prin piroliza, se obtine negru de fum de calitate superioara, care poate fi folosit in industria cauciucului, a cernelurilor de tipar, a lacurilor si vopselelor negre, etc. La temperaturi de peste 13500 C in anumite conditii, se obtine acetilena.
2) Prin oxidarea partiala a metanului se obtine, gazul de sintezadin care se pot fabrica: alcool metilic, alcooli superiori, benzine de sinteza. Prin oxidarea catalitica a metanului rezulta la 600-7500 C formaldehida. Hidrogenul separat din gazul de sinteza poate folosi la fabricarea amoniacului, a unor ingrasaminte chimice, etc.
Clorurarea metanului este o cale de obtinere a unor dizolvanti si agenti frigorifici. Prin nitrarea metanului se obtine nitrometanul, folosit ca bun dizolvant si in unele sinteze organice. Prin amonooxidare (tratarea cu amoniac si oxigen, respectiv aer) din metan se fabrica acid cianhidric, din care se obtine, pe langa cianurile alcaline, diferite produse intermediare pentru industria materialelor plastice, a fibrelor sintetice, a cauciucului sintetic, etc. Tot din metan se poate obtine si sulfura de carbon, prin tratare cu sulf la 600-7000 C, in prezenta catalizatorilor).
O alta cale pentru valorificarea metanului o poate constitui utilizarea lui ca agent energetic. Gazul metan este un combustibil superior carbunelui si chiar produselor petrolieres la incalzitul cuptoarelor industriale el prezita avantaje din punmct de vedere tehnic si economic: puterea calorifica mai mare, cheltuieli de exploatare si transport mult reduse, iar cele de depozitare inexistente.