Al mezclarse con el aire, forma una mezcla explosiva que constituye uno de los grandes peligros de la minería del carbón, ya que el trabajo subterráneo siempre debe llevarse a cabo a la luz de las lámparas. Este peligro se supera, sin embargo, mediante el uso de la lámpara de seguridad de Humphry Davy. Sir Humphry Davy observó que al introducir un trozo de tela metálica en una llama, esta absorbe tanto calor que la combustión no prosigue más allá de ella (los gases no quemados que la atraviesan pueden inflamarse al otro lado). De acuerdo con esto, la llama de la lámpara Davy está rodeada por un vidrio grueso (como se muestra en el dibujo) y no tiene comunicación alguna con la mezcla explosiva, excepto a través de una tela metálica que impide que esta encienda la mezcla del gas de los pantanos que emana del carbón con el aire. En algunas regiones, particularmente en aquellas donde se encuentra petróleo —como, por ejemplo, cerca de Bakú, donde se construyó un templo de los adoradores del fuego indios, y en Pensilvania, y otros lugares—, el gas de los pantanos brota de la tierra en abundancia y se utiliza, al igual que el gas de hulla, con fines de iluminación y calefacción. Se puede obtener gas de los pantanos razonablemente puro calentando una mezcla de un acetato con un álcali. El ácido acético, C 2 H 4 O 2 , al ser calentado se descompone en gas de los pantanos y anhídrido carbónico, C 2 H 4 O 2 = CH 4 + CO 2 .
Un álcali—por ejemplo, NaHO—da con ácido acético una sal, C2H3NaO2, que por descomposición retiene anhídrido carbónico, formando un carbonato, Na2CO3, y se desprende gas de los pantanos:
C2H3NaO2 + NaHO = Na2CO3 + CH4
El gas de los pantanos es difícil de licuar; es casi insoluble en agua y carece de sabor u olor. El punto más importante en relación con sus reacciones químicas es que no se combina directamente con nada, mientras que los otros hidrocarburos que contienen menos hidrógeno del expresado por la fórmula CnH2n + 2 son capaces de combinarse con hidrógeno, cloro, ciertos ácidos, etc.
Si la ley de sustitución da una explicación muy sencilla de la formación del peróxido de hidrógeno como un compuesto que contiene dos residuos acuosos (OH)(OH), entonces, sobre la base de esta ley, todos los hidrocarburos deberían derivarse del metano, CH 4 , por ser el hidrocarburo más simple. El aumento en la complejidad de una molécula de metano es ocasionado por la facultad de combinación mutua que existe en los átomos de carbono y, como consecuencia del estudio más detallado sobre el tema, mucho de lo que se podría haber previsto y conjeturado a partir de la ley de sustitución se ha llevado a cabo de manera efectiva tal como se habría podido predecir, y aunque este tema, debido a su magnitud, pertenece en realidad, como ya se ha dicho, a la esfera de la química orgánica, se ha mencionado aquí para mostrar, aunque solo en parte, el ejemplo mejor investigado de la aplicación de la ley de sustitución. De acuerdo con esta ley, una molécula de metano, CH 4 , es capaz de experimentar sustitución de las cuatro formas siguientes:—(1) Sustitución metílica, cuando el radical, equivalente al hidrógeno, llamado metilo CH 3 , reemplaza al hidrógeno. En el CH 4 este radical está combinado con H y por lo tanto puede reemplazarlo, así como (OH) reemplaza a H porque con él da agua; (2) sustitución metilénica, o el intercambio entre H 2 y CH 2 (este radical se llama metileno), se fundamenta en una división similar de la molécula CH 4 en dos partes equivalentes, H 2 y CH 2 ; (3) sustitución acetilénica, o el intercambio entre CH por un lado y H 3 por el otro; y (4) sustitución carbónica —es decir, la sustitución de H 4 por un átomo de carbono C, la cual se fundamenta en la ley de sustitución al igual que la sustitución metílica—. Estos cuatro casos de sustitución permiten comprender las relaciones principales de los hidrocarburos. Por ejemplo, la ley de los números pares se observa en el hecho de