Thông Số Kỹ Thuật
| Khối lượng mol: | 16.04 g/mol |
| Phân tử khối: | 16.043 |
| Số CAS: | 74-82-8 |
| Trạng thái: | Khí |
| Màu sắc: | Không màu |
| Tính tan: | Ít tan trong nước; tan tốt trong dung môi hữu cơ không phân cực (benzen, dietyl ete). |
| Độ tan: | Khoảng 22.7 mg/L ở 20 °C (0.00227 g/100 mL nước). |
| Độ pH: | Không có (khí không phân cực). |
| Oxi hóa - Khử: | Trong phản ứng cháy hoàn toàn, C trong CH₄ bị oxi hóa lên số oxi hóa +4 (trong CO₂). |
| Nhiệt độ sôi: | -161.5 °C |
| Nhiệt nóng chảy: | -182.5 °C |
| Tỷ trọng: | 0.656 g/L (khí ở 0 °C, 1 atm); 0.422 g/cm³ (lỏng ở -164 °C). |
Máy tính nhanh
* Tự động tính dựa trên 16.04 g/mol
Đặc tính & Ứng dụng
- Nhiên liệu: Thành phần chính của khí thiên nhiên, dùng làm nhiên liệu cho công nghiệp, sản xuất điện và gia đình.
- Nguyên liệu hóa học: Sản xuất hydro (H₂), carbon đen (bồ hóng), metanol (CH₃OH), axit axetic (CH₃COOH) và các hợp chất hữu cơ khác thông qua reforming hơi nước.
- Sản xuất phân bón: Nguyên liệu tổng hợp amoniac (NH₃), sau đó là ure và các loại phân bón nitơ khác.
- Sản xuất điện: Được đốt cháy trong tua bin khí để tạo ra điện.
Phương pháp điều chế
- Trong tự nhiên: Được tạo ra bởi quá trình phân hủy kị khí của vật chất hữu cơ (ví dụ: trong đầm lầy, ruột động vật nhai lại, mỏ khí thiên nhiên).
- Trong công nghiệp:
- Tách từ khí thiên nhiên.
- Sản xuất từ than đá hoặc sinh khối thông qua quá trình khí hóa.
- Thu hồi từ khí sinh học (biogas) bằng cách phân hủy kị khí chất thải hữu cơ.
- Trong phòng thí nghiệm: Nhiệt phân hỗn hợp muối natri axetat với vôi tôi xút (NaOH + CaO) ở nhiệt độ cao:
CH₃COONa + NaOH →(CaO, t°) CH₄ + Na₂CO₃
Tính chất Hóa học
Tác dụng với:
- Oxy (O₂): Phản ứng cháy hoàn toàn tạo CO₂ và H₂O.
CH₄ + 2O₂ →(t°) CO₂ + 2H₂O - Cl₂/Br₂ (xúc tác ánh sáng): Phản ứng thế gốc tự do.
CH₄ + Cl₂ →(ánh sáng) CH₃Cl + HCl - Hơi nước (H₂O) hoặc CO₂ (xúc tác, nhiệt độ cao): Phản ứng reforming tạo hỗn hợp khí tổng hợp (CO và H₂).
CH₄ + H₂O →(Ni, t°) CO + 3H₂
Không phản ứng:
Axit mạnh (H₂SO₄, HCl), bazơ mạnh (NaOH, KOH), kim loại kiềm, thuốc tím (KMnO₄) ở điều kiện thường.
Chuỗi chuyển hóa
CH₄ →(1500°C) C + 2H₂ →(t°) CO + H₂ →(H₂O, t°) H₂ + CO₂
Hiện tượng thực tế
- Đốt cháy khí gas (khí thiên nhiên chủ yếu là metan) cho ngọn lửa xanh lam, tỏa nhiệt lớn.
- Sự sủi bọt khí từ đáy ao, hồ do phân hủy kị khí chất hữu cơ (còn gọi là khí bùn ao).
Bài tập vận dụng
Bài tập: Đốt cháy hoàn toàn 8.96 lít khí metan (đktc) trong không khí. Tính thể tích khí CO₂ tạo thành và khối lượng nước thu được.
Lời giải:
PTHH: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
n_CH₄ = 8.96 / 22.4 = 0.4 mol
Theo PTHH: n_CO₂ = n_CH₄ = 0.4 mol => V_CO₂ = 0.4 * 22.4 = 8.96 lít
n_H₂O = 2 * n_CH₄ = 2 * 0.4 = 0.8 mol => m_H₂O = 0.8 * 18 = 14.4 gam
Mẹo nhớ nhanh: Metan chỉ có C, H; cháy nổ, tỏa nhiệt, làm nhiên liệu.
Cảnh báo & An toàn
Nguy hiểm: Metan là khí rất dễ cháy và tạo hỗn hợp nổ với không khí (giới hạn nổ 5-15% thể tích). Hít phải nồng độ cao có thể gây ngạt thở do thiếu oxy. Tránh xa nguồn nhiệt, tia lửa, ngọn lửa trần. Lưu trữ và sử dụng trong khu vực thông gió tốt.
Độc tính: Metan không độc hại trực tiếp nhưng là một chất gây ngạt đơn giản. Nồng độ cao có thể thay thế oxy trong không khí, dẫn đến ngạt thở. Sơ cứu: Đưa nạn nhân ra khỏi khu vực ô nhiễm, cung cấp oxy nếu cần, hô hấp nhân tạo nếu ngừng thở. Gọi cấp cứu.
Thu Thủy
Cử nhân Hóa học Đại học Khoa học Tự nhiên. Có 5 năm kinh nghiệm giảng dạy và số hóa tài liệu giáo dục môn Hóa học.
Cập nhật: 12/08/2026
Đã kiểm duyệt chuyên môn
Miễn trừ trách nhiệm (Disclaimer): Toàn bộ thông số hóa học, điều kiện phản ứng và hiện tượng được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu danh pháp IUPAC và sách giáo khoa Hóa học chuẩn. Dữ liệu mang tính chất tham khảo phục vụ học thuật. Chúng tôi khuyến cáo người dùng không tự ý thực hành các phản ứng sinh nhiệt, tạo khí độc hoặc chất nổ tại nhà khi không có thiết bị bảo hộ và sự giám sát của chuyên gia.