Marsh sau gaz metan (de asemenea, metil formă cu conținut de hidrogen.) - hidrocarbură saturată compoziție ch4 primul termen din seria CnH2n + n. unul dintre cei mai simpli compuși ai carbonului în jurul căruia toți ceilalți sunt grupați și din care pot fi produși prin înlocuirea atomilor de hidrogen cu diferite reziduuri. În natură, gazul de mlaștină se găsește într-o stare liberă într-un amestec cu azot, dioxid de carbon și, uneori, și alte hidrocarburi; este un produs al descompunerii substanțelor organice, în special al plantelor, în prezența apei fără acces la aer. și astfel de condiții pentru formarea sa, cel puțin în cantități mici, sunt întâlnite la fiecare pas. Masele semnificative de gaze de mlaștină sunt cuprinse în minele de cărbune, unde descompunerea rămășițelor organice continuă până în prezent; aici se acumulează în goluri printre roci și cu forță se rupe dintr-o gaură făcută accidental. Cantități mari gaz metan amestecat cu vapori de azot, dioxid de carbon și de ulei sunt extrase din fisuri în sol adiacente câmpurile petroliere, de ex. de-a lungul malurilor fluviului. Allegany. în America de Nord Connect. Statele au, în Rusia, zona de coastă a Mării Caspice, în special în vecinătatea Baku, unde faimosul templu antic de foc închinători (vezi. Lumini Baku). În Pennsylvania, gazul este recuperat și la uzinele metalurgice. Formarea gazului de mlaștină este continuă și este în prezent în ape stagnante; poate dovedi prezența lui în orice iaz sau o mlaștină: doar atingeți marsh stick-il ca imediat pe bulele de gaz float de apă de suprafață, care poate colecta în gât sticla răsturnat în jos, cu o pâlnie de apă. Acest gaz se dovedește a fi un amestec de metan cu azot și acid carbonic; se formează aici datorită fermentării fibrelor de plante (sub influența bacteriilor). Vulcanii murdari din peninsulele Kerch și Absheron și alte localități dau de asemenea o mulțime de gaze de mlaștină destul de pură; In plus, el a găsit în unele surse, depozitele de sare (Wieliczka), în fumaroles toscane și așa mai departe. D. Prezența gaz metan a fost, de asemenea, s-au dovedit în tractul intestinal uman și în produsele expirarea unor animale de companie.
Într-un amestec cu aerul la contactul gaz metan conferă victimelor explozie extraordinară, care, în ciuda tuturor precauțiilor (de ex. O lampă de siguranță Davy cm. Lămpile) devine o masă de lucrători în minele de cărbune. Datorită acestor proprietăți, aceasta a fost cunoscută de foarte mult timp. Plini, de exemplu. menționează emisiile de gaze combustibile care apar în anumite zone, iar în secolele XVII și XVIII, există mai multe indicii cu privire la exploziile din minele de cărbune, în cazul în care, cu toate acestea, nu spune nimic despre natura gazului inflamabil; el a fost identificat, probabil, cu hidrogen. Inflamabilitatea evacuării gazoase a apei stăte a fost observată pentru prima dată de Volta în 1776; De asemenea, el a arătat că gazul este altul decât hidrogen, deoarece necesită ca vatra dubla oxigenul volum (mai degrabă decât jumătate) și, în plus, dă acid carbonic în timpul arderii. Berthollet în anul 1785 a fost studiat mai mult gaz metan, iar Henry in 1805, primul care se distinge de gaz maslorodnogo sau etilena, într-un amestec de produși de distilare uscată de substanțe organice; spre deosebire de ultimul gaz carburant greu. metanul a fost numit gaz ușor de hidrocarburi. Dalton. Dov și Berzelius au completat cercetarea lui Henry; numele de metil hidrogelic a dat teoria tipurilor.
Brody a observat formarea sa sub acțiunea scântei electrice pe un amestec de monoxid de carbon și hidrogen. Pentru a obține un gaz mlaștin, un amestec apropiat de sare de acid acetic cu 4 părți de var de sodiu este încălzit foarte fierbinte; amestecul de etilenă este îndepărtat prin trecerea gazului printr-o ponce umectată cu acid sulfuric, dar conține, de asemenea, hidrogen:
Gazul de mlaștină chimic pur se formează prin descompunerea zincului metil Zn (CH3) 2 cu apă, cu care se eliberează oxidul de zinc. Gladstone și trib îl primesc, descompunând metil-iodura cu ajutorul unei perechi de cupru-zinc.
Gazul de mlaștină pură este incolor, inodor și fără gust; sp. greutatea sa este de 0,559; temperatura critică. conform lui Olszewski, - 81,8 ° C (la o presiune de 54,9 atmosfere); punctul de fierbere este de 164 °; temp. solidificare - 185 °, 8 ° C; se aprinde cu ușurință și arde cu o flacără palidă, puțin luminată; cel mai puternic explodează când este aprins într-un amestec cu 2 voi. oxigen sau 7-8 volume de aer; cu 16 volume de aer, explozia nu mai survine; în apă este puțin solubil, este mult mai ușor în alcool; nu otrăvitoare. Conform proprietăților sale chimice, gazul bogat este o substanță foarte puternică care nu dă produse adiționale, care reacționează numai cu halogenuri (cu excepția iodului); atunci când trec printr-un tub fierbinte, doar o mică parte trece în naftalină; sub acțiunea scânteilor unui aparat de inducție puternic, o parte din gazul de mlaștină se descompune în carbon și hidrogen și se formează și acetilenă. Clorul nu funcționează în întuneric; sub lumina difuză, se formează produsele de substituție, iar în lumina directă a soarelui, un amestec de ambele gaze produce o explozie puternică; Gazul de mlaștină nu se schimbă atunci când este tratat cu un amestec de acizi sulfurici și nitrici fumatori.
Produse de înlocuire a gazului muntos cu halogenuri.
1) Produse de înlocuire primară. Dacă păstrați un amestec de volume egale de gaz mori și clor în lumina solară difuză înainte de decolorare, atunci volumul de gaze luate nu se va schimba; în același timp, se formează aceleași volume de acid clorhidric și clorură de CH3CI. Această substanță a fost obținută chiar și de Dumas și Peligas atunci când alcoolul metilic a fost încălzit (vezi acest capitol) cu sare de masă și acid sulfuric; substituția directă a hidrogenului din gazul de mlaștină sau de gaz metan cu clor a fost descrisă de Berthelot. In prezent, clorura de metil a fost preparat de fabrica de Vincent, încălzire la 260 ° la 320 ° clorhidrat de trimetilamină N (CH3) 3 HCI (din melasă de sfeclă); abundent gaz degajat este concentrată în metalul lichid în vase și sub această formă intră în comerț (compus are aplicabilitate largă în fabricarea coloranților de anilină, apoi ca un mijloc convenabil de obținere a temperaturilor scăzute și altele.). Clorura de metil de laborator se obține prin trecerea gazului clorhidric într-o soluție fierbinte de 1 parte de clorură de zinc topită în 2 părți alcool metilic. clorura de metil este un gaz incolor, cu miros eteric plăcut, gust dulce, sub răcire sau sub o presiune puternică în fluidul de condensare care fierbe la -23 °, 7; sp. greutate - 0,99145 (la 23,7 °) și 0,955231 (la 0 °); 1 volum de apă dizolvă 4 volume de substanță; cu evaporarea rapidă a CH3CI lichefiat cu apă la 0 ° C, se formează hidrat de clorură de metil cristalin (punct de topire + 6 °, Bayer); clorura de metil este ușor solubilă în alcool și acid acetic; în aer, arde cu o flacără verzui și produce acid carbonic, apă și acid clorhidric; clorul din lumina soarelui acționează în mod substitutiv, cu rezultate treptate: clorură de metilen CH3CI, cloroform CHCI3 și tetraclorură de carbon CCl4; toate aceste produse sunt de obicei însoțite de clorură de metil și de acțiunea clorului pe metan.
Fluorură de metil. CH3F, a fost obținut mai întâi de către Dumas și Peligo prin încălzirea sării de potasiu metil sulfat cu fluorură de potasiu. Moissan și Melsan l-au pregătit recent, acționând cu argint de fluor pentru iodură de metil. Substanța reprezintă un gaz incolor, cu miros plăcut, eteric, ars cu o flacără albăstrui; sp. greutatea sa a fost găsită 1,22 (în loc de 1,19 teoretică); la 32 atm. condensat într-un lichid (la temperatura obișnuită); 100 cm3 de apă se dizolvă (la 18 °) cu 193 cm de gaz; mult mai solubil în alcool metilic; este foarte durabilă, este dificil să se saponifice prin potasiu apos caustic.
2) Următoarele produse sunt cunoscute din produsele de substituție secundară a gazului de ardere pentru halogenurile de hidrogen: clorura de metilen. bromură de metilen. iodură de metilen și fluorură de metilen. Primele două sunt formate, pentru AMButlerov y, prin acțiunea de clor sau brom în iodură de metilen, este mai întâi obținut prin încălzirea Butlerova iodoform (CJ-3) cu un alcoolat de sodiu. Iodura de metilen este un lichid ușor gălbui, gălbui, care fierbe cu o descompunere la 180 °; la 0 ° se solidifică în cristale cu frunze, topind la + 2 °, ud. greutate 3,342 (la + 5 °). Atunci când iodura de metilen este încălzită cu apă și cupru la 100 °, se formează etilenă și omologii săi (Butlerov); cu o sare de argint acetic, se obține metilenglicolul eter CH2 (CO3CH3) 2. și cu oxalo-argon-oximetilen (vezi acidul formic și aldehida). Datorită gravității specifice semnificative, iodura de metilen este utilizată pentru determinarea densității sărurilor solubile în apă (Retsers).
3) Produse de înlocuire terțiară cu halogeni de hidrogen. gaz: cloroform (CHCI3), vezi acest lucru; bromoform (CHBr3), vezi această secțiune; iodoform (CHJ3), vezi acest lucru; fluoroform (CHF3), vezi aceasta este sl.
4) Produse de substituție completă cu halogenuri: tetraclorură de carbon. perhlormetan. CCl4 a fost descoperit de Reno în 1839 sub acțiunea clorului pe cloroform; se obține prin trecerea clorului uscat într-un amestec fierbinte de dioxid de carbon CS2 și pentaclorură de antimoniu. Substanța este un lichid cu un miros picant fierbinte la 76,7 °, ud. greutate 1,6084 (la 9,5 °); temperatura sa critică este de 285,3 ° (Pavlevsky); insolubil în apă, dar ușor - în alcool și eter; acționează anestezic. Agenții reducători transformă tetraclorura de carbon în cloroform și clorură de metilen; când vaporii sunt trecuți printr-un tub fierbinte, se obțin percloretilen C 2 CI 4 și perclor-etan C 2 CI 6; cu anhidrida fosforică la 200 ° C, se formează oxiclorură de carbon COCI2, oxiclorură de fosfor și acid carbonic (Gustavson); substanța clorinată prin încălzirea acizilor anorganici și a oxizilor metalici.
CBr4 carbonul cu patru atomi de carbon este conținut în bromul extras din cenușă din plantele marine; Acesta a fost obținut de Bolas și Groves cu încălzire prelungită a sulfurii de carbon cu brom și iod; se formează, printre altele, prin acțiunea bromurii de aluminiu (AlBr3) pe tetraclorură de carbon sau brom pe tetraiodid de carbon CJ4 (Gustavson); substanța reprezintă plăci topind la 92,5 °; se încălzește, aproape că nu se descompune, la 189,5 °; tetrabromura de carbon este similară în reacție cu compusul clorură m; se descompune la 350 ° cu eliberarea bromului și formarea de tetrabromoetilen C 2 Br 4 și brombenzen C 6 Br 6.
Carbonul cu patru catene CJ4 a fost obținut de Gustafson sub acțiunea iodurii de aluminiu pe tetraclorură de carbon; cristalizează în octaedra obișnuită; se descompune la încălzire în aer; când fierberea cu apă dă iodoform.
Carbonul CF4 cu fluor fluorură a fost obținut de Moissan când fluorul a fost trecut peste cărbuni fin divizați; Cărbunele arde și arde în atmosfera de fluor. În acest caz, precum și acțiunea fluorului pe gazul de mlaștină sau pe gazul metan, împreună cu tetrafluorura de carbon, se formează alți compuși de fluor de carbon. Chabrier recomandă prepararea substanței prin încălzirea fluorurii de argint cu tetraclorura de carbon în tuburile din sticlă Bohemian sigilate. Carbonul cu fluor este un gaz condensat la 15 ° într-un lichid; puțin solubil în apă, corodează sticla. Acidul sulfuric și soluțiile alcaline nu acționează asupra acestuia.
Nitro derivați ai gazului mlastos.
1) Nitrometan. nitrocarbon CH3NO2 a fost obținută în 1872 de către Kolbe sub acțiunea nitratului de potasiu pe sarea de potasiu a acidului monocloracetic; În același timp, V. Meyer a obținut acest compus prin descompunerea dublă a sării azot-argint cu iodură de metil. Nitrometanul reprezintă o scufundare în apă, greu solubilă în el, cu un miros caracteristic eteric; fierbe la 101 °, arde cu o flacără palidă. Prin proprietăți chimice, nitrometanul este ca un acid monobazic (datorită prezenței unui grup electronegativ); de ex. cu o sodă caustică alcoolică, dă o sare de CH2 (N02) Na. Hidrogenul la momentul izolării îl restaurează la metilamină; cu acizi, de exemplu. acidul clorhidric, acidul formic și hidroxilamină se formează la încălzire. Clorul și bromul nu au aproape nici un efect asupra nitrometanului; dar în prezența alcalinelor caustice, se obțin compuși nitro substituiți cu halogen (vezi compuși nitro). Reprezentantul acestora poate servi drept cloropicrin.
2) Cloropicrină. sau triclornitrometan. CCl3 (NO2), a fost descoperit de Stengow în distilarea unei soluții de acid picric (vezi acest capitol) cu var cloric; compoziția substanței este determinată de Gerard și Kagur. Se pare că cloropicrina se formează destul de des atunci când clorul acționează asupra compușilor care conțin mai multe grupe nitro în compoziția lor sau când se tratează cu substanțe de acid azotic bogate în clor. Kekule a primit-o prin acțiunea acidului azotic concentrat pe cloral și distilarea alcoolului cu acizi comuni, acizi azoici și sulfurici. Pregătiți-o, de obicei, acționând cu acid picric (4,5 ore). La înălbitor (45 ore), amestecat cu apă în aluat, cu încălzire; la sfârșitul reacției, cloropicrina este distilată cu vapori de apă. Cloropicrinul reprezintă un lichid ușor incolor, refractant, cu un miros de străpungere, de rupere. Distilarea este fără descompunere la 112 °; sp. greutate la 0 ° 1,692; insolubil în apă, dar ușor de solubil în benzen, disulfură de carbon, alcool; la rândul său, este un solvent pentru iod, rășini și alți compuși bogați în carbon. Agenții reducători îl transformă în metilamină; formează eteri ortogonali cu alcoolat de sodiu; cu amoniac alcoolic dă guanidină (a se vedea acest sl.).
3) Trinitrometan. nitroformamid CH (N02) 3. a fost obținut de către LN Șișkov la fierberea trinitroacetonitrilului un C (N02) 3-CN cu apă, care descompune acidul carbonic și formează sarea de amoniu a nitroformei:
care este descompusă prin acțiunea acidului sulfuric. Reacția trebuie să fie prudentă, deoarece nitroforma explodează ușor atunci când este încălzită. Substanța reprezintă cuburi incolore sau rhombohedra topite la 15 °, ușor de inflamabil, solubile în apă cu culoare galbenă. Hidrogenul nitroformei este ușor înlocuit cu metale; bromul în lumina soarelui dă bromură de nitroformă; un amestec de acizi sulfurici puternici și acizi sulfurici transformă substanța în:
4) tetranitrometan. nitrocarbona C (N02) 4. deschis la reacția menționată anterior Shishkov; compusul reprezintă cristale care se topește la + 13 °; se fierbe, nu se descompune, la 126 °; Nu explodează sau se aprinde; în apă nu este solubil.