Kimyo va uni o’qitish metodikasi “kafedrasi «Himoyaga ruhsat etilsin»

Fizik xossasi. Metan gomologlarining dastlabki to’rtta vakili C ₁ -C₄ gaz moddalardir, C₅ - C₁₆ gacha suyuқlik, C₁₇ dan boshlab qattiq moddalardir.
Kimyoviy xossasi. Alkanlar uchun o’rin olish, parchalanish va oksidlanish reaktsiyalari xos. Galogenlash. Galogenlar yorug’lik nuri tahsirida to’yingan uglevodorodlardagi vodorod atomlari bilan birin ketin o’rin almashadi. Ftor bilan portlash bilan, xlor va brom bilan sekin asta, yod bilan esa reaksiya qiyin sodir bo’ladi. Almashinish reaktsiyasi bosqichli sodir bo’ladi. Metan molekulasi to’rt bosqichda galogenlar bilan reaktsiyaga kirishadi.
CH₄ + CI₂ → CH₃CI + HCI
CH₃CI + CI₂ → CH₂CI₂ + HCI
CH₂CI₂ + CI₂ → CHCI₃ + HCI
CH₃CI + CI₂ → CCI₄ + HCI
Reaksiya radikallar mexanizmi bilan sodir bo’ladi. Yorug’lik nuri tahsirida sodir bo’ladi. Dastlab yorug’lik tahsirida xlor molekulasi ikkita radikalga ajraladi. CI –CI → CI* + CI ^* . Ikkinchi bosqichda xlor radikali metan molekulasi bilan to’qnashib metil radikalini va vodorod xlorid molekulasini hosil etadi. Keyingi bosqichda metil radikali xlor molekulasi bilan ta’sirlashib , metilxlorid molekulasini va xlor radikalii hosil etadi. Hosil bo’lgan xlor radikali metan molekulasi bilan ta’sirashib zanjirni davom ettiradi. Jarayon qaytadan boshlanib va xuddi shu tartibda reaktsiyaning boshqa mahsulotlari metilxlorid (CH₃CI ),

dixlormetan (CH₂CI₂), trixlormetan ( CHCI₃) va tetraxlormetan ( CCI₄) hosil bo’ladi.

Nitrolash reaktsiyasi. Bu reaktsiya 1889 y M.I. Konovalov tomonidan kashf etilgan. Reaktsiyada nitrobirikmalar hosil bo’ladi . Suyultirilgan nitrat kislota bilan alkanlar yuqori bosim ostida , qizdirilganda ( 140 ^oC) uglevodorodning vodorod atomi nitrat kislota qoldig’i - NO₂ bilan almashadi va suv ajralib chiqadi. Masalan : CH₄ + HONO₂→ CH₃-NO₂ + H₂O
Agar propan molekulasi ishlatilsa, ikkilamchi uglerodda turgan vodorod atomi nitrogruppaga almashadi.
CH₃ –CH₂-CH₃ + HONO₂ → CH₃ –CHNO₂ – CH₃ + H₂O
Degidrogenlash reaktsiyasi. Alkanlar katalizator ishtirokida qizdirilsa, bir molekula vodorod ajralib chiqishi natijasida tuyinmagan uglevodorodlar hosil bo’ladi. Vodorod ajralishi bilan sodir bo’ladigan reaksiyaga degidrogenlanish reaksiyasi deyiladi.
CH₃-CH₂-CH₃ +( Cr₂O₃, t^o) → CH₂=CH- CH₃ + H₂
Metan degidrogenlanish reaksiyasiga yuqori temperaurada kirishadi, to’liq va qisman degidrolanish reaktsiyasiga uchraydi.
2CH₄ → H₂ + CH= CH ( qisman degidrolanish ).
CH₄ → C + 2H₂ ( to’liq degidrogenlanish). Bu reaksiyalar metanning prolizi
deyiladi. Piroliz uglevodorodlarni havosiz joyda qizdirib parchalash jarayonidir.
Oksidlanish . Kuchli oksidlovchilar yuqori temperaturada alkanlarga tahsir etadi. Metan havo kislorodi bilan 400 - 600 ^oC da oksidlanib chumoli al’degidini hosil etadi.
CH₄ + [O]→ CH₂O (metanal) + H₂O
Alkanlar havo kislorodida yonadi va ko’p miqdorda issiqlik ajraladi. Reaksiya maxsulotida uglerod (IV)- oksidi va suv hosil bo’ladi.
CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O + 882 kj/ mol
Kreking reaksiyasi asosida yuqori molekulyar massali uglevodorodlardan quyi molekulyar massali uglevodorodlarni olish mumkin. Reaktsiya 450 -500 oC atrofida , katalizator ishtirokida sodir bo’ladi. Kreking reaktsiyasida bir vaqtda C- C va C - H bog’lari uziladi, to’yingan va to’yinmagan uglevodorodlar hosil bo’ladi.
CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ → CH₄ + CH₂ = CH- CH₃
→ CH₂ = CH₂ + CH₃-CH₃
Ishlatilishi. Issiqlik berish xususiyati kattaligi sababli metan asosan arzon yonilg’i sifatida ishlatiladi. Metandan olinadigan moddalar : vodorod, atsetilen, qurum keng ko’lamda ishlatiladi. Metan formalg’degid, metil spirti, shuning sintetik mahsulotlar olishda boshlangich modda sifatida ishlatiladi. Suyuq uglevodorodlar yonilg’i sifatida ishlatiladi. Alkanlar organik sintezda ko’p ishlatiladi.