Metana: Pengertian, sifat, rumus struktur, fungsi

Metana adalah hidrokarbon dengan rumus CH4, terdiri dari satu karbon dan empat atom hidrogen. Metana diproduksi di laboratorium dengan memanaskan campuran natrium etanoat anhidrat (natrium asetat) dan soda kapur (ini kapur api yang direndam dengan larutan natrium hidroksida pekat).

CH3COONa (S) + NaOH (S) → Na2CO3 (S) + CH4 (g)

Sifat Metana (Fisik dan Kimia)

Sifat fisik

  1. Metana adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau.
  2. Metana hampir larut dalam air.
  3. Metana jauh lebih padat daripada udara (densitas uap = 8, densitas uap udara = 14,4).
  4. Metana netral untuk lakmus.

Sifat kimia

1. Pembakaran: Pada aplikasi nyala api atau percikan listrik, metana membakar atau meledak di udara dengan nyala pucat, non-bercahaya. Produk pembakaran adalah uap, karbon (IV) oksida dan panas yang luar biasa.

CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g) DH = -890 kJ mol-1

Catatan: penyebab ledakan di tambang batu bara adalah pengapian campuran metana (konstituen penting dari gas alam yang diproduksi di tambang batu bara) dan oksigen dari udara.

2. Reaksi dengan klorin – metana bereaksi lambat pada suhu biasa dengan klorin di hadapan cahaya untuk membentuk campuran produk – cahaya bertindak sebagai katalis (reaksi adalah fotokatalisis). Produk yang berbeda dimungkinkan:

Produk pertama:
CH4 (g) + Cl2 (g) → CH3Cl (g) + HCl (g)
Klorometana

Produk kedua (dengan kelebihan klorin):
CH3Cl (g) + Cl2 (g) → CH2Cl2 (g) + HCl (g)
Diklorometana

Produk ketiga (dengan kelebihan klorin):
CH2Cl2 (g) + Cl2 → CHCl3 (g) + HCl (g)
Triklorometana

Produk keempat dan terakhir (dengan kelebihan klorin):
CHCl3 (g) + Cl2 (g) → CCl4 (g) + HCl (g)
Tetraklorometana

catatan:

Reaksi di atas adalah reaksi substitusi – setiap atom hidrogen diganti dengan atom klor berturut-turut untuk menghasilkan produk. Ini karena metana (alkana secara umum) jenuh (yaitu, semua elektron valensi karbon terikat dengan atom hidrogen, jadi, “tidak ada lowongan”).

Substitusi berturut-turut terjadi dengan meningkatnya kesulitan. Reaksi serupa seperti di atas terbentuk antara gas brom dan metana – namun reaksi lebih lambat.

Metana dan alkana lain bersifat inert, mis., Mereka tidak reaktif. Dua reaksi di atas adalah satu-satunya yang ditunjukkan oleh alkana pada suhu dan tekanan biasa.

Rumus Struktur metana

Dalam metana, atom karbon pusat adalah hibridisasi sp³. Ini membentuk empat orbital hibrid sp³. Orbital hibrid ini, masing-masing mengandung elektron tidak berpasangan, diarahkan secara tetrahedral di sekitar atom pusat.

Empat atom hidrogen, bersama dengan orbital 1s yang tidak penuh dengan orbital hibrid sp³ karbon untuk membentuk empat ikatan sigma C-H, yang mengarah pada pembentukan molekul metana.

Dalam metana, sudut ikatan H-C-H ditemukan 109⁰28 ′ dan geometri molekul CH₄ adalah tetrahedral.

Rumus Struktur metana
Rumus Struktur metana

Fungsi gas Metana

1. Digunakan sebagai bahan bakar – untuk pemanasan rumah tangga dan industri. Metana menguntungkan sebagai bahan bakar karena tidak beracun, tidak berbau dan tidak meninggalkan residu (yaitu ramah lingkungan).

2. Digunakan untuk produksi senyawa penting tertentu. Contoh, karbon hitam, hidrogen, alkin, karbon disulfida, asam klorida, triklorometana (juga disebut kloroform) dan tetraklorometana.

Penggunaan Produk Halogen dari Metana

1. Metil klorida (klorometana), CH3Cl, gas, yang digunakan terutama dalam produksi resin silikon dan karet. Sebagian besar terbuat dari metanol dan hidrogen klorida:

CH3OH (l) + HCl (aq) → H2O (l) + CH3Cl (g)

2. Metilen klorida (diklorometana), CH2Cl2, adalah cairan, digunakan dalam penghilang cat dan lenyap dan sebagai pelarut untuk cat aerosol.

3. Kloroform (triklorometana), CHCl3 – penggunaan utama kloroform adalah untuk produksi chlorodifluoromethane (Freon-22). Juga digunakan dalam operasi bedah sebagai obat bius.

4. Tetraklorometana atau karbon tetraklorida, CCl4. Ini adalah yang paling penting dari metana terklorinasi. Kegunaan industri dari senyawa ini sebagian besar didasarkan pada konversi menjadi diklorodifluorometana (Freon-12), trichlorofluoromethane (Freon-11), dan tetrachloroethylene. Juga digunakan sebagai pelarut dan untuk menghilangkan minyak di industri.

Metana murni tidak berbau, tetapi ketika digunakan sebagai bahan bakar biasanya dicampur dengan sejumlah kecil senyawa sulfur yang sangat berbau seperti etil mercaptan (Etanetiol) untuk memungkinkan deteksi kebocoran.

Metana adalah gas rumah kaca dengan potensi pemanasan global 22 (artinya memiliki 22 kali kemampuan pemanasan karbon dioksida). Metana dihasilkan dari dekomposisi bahan organik tertentu tanpa adanya oksigen. Karena itu ia juga diklasifikasikan sebagai biogas.

metana

Tinggalkan Balasan