Отримання метану в домашніх і лабораторних умовах

Метан - безбарвний газ, який горить блакитним полум'ям, основний структурний компонент природних (77-90%) і попутних газів, вибухонебезпечний.

Отримання метану

Зазначений газ утворюється внаслідок метанового, а також інших видів бродіння різних органічних сполук під впливом бактерії Cellulosae metanicus:

(С6Н10О5) н + нН2О - 3нСН4 + 3нСО2.

Метан іноді називають болотним газом, оскільки він утворюється при метановому бродінні органічних речовин на дні природних водойм. Крім того, метан утворюється в преджелудках жуйних і кишечнику тварин при бродінні рослинного корму. Величезна кількість метану тут утворюється при патологіях - атонії преджелудков, токсичної диспепсії, годуванні недоброякісними кормами.

Метан становить третину загальної маси преджелудков. При гнитті гною сільськогосподарських тварин утворюється велика кількість метану, який за допомогою спеціальних установок використовують для опалення тваринницьких приміщень.

Отримання метану за допомогою термічної переробки нафти, природних газів, коксірованія і гідрування кам'яного вугілля (27-38%) дає значні обсяги. Цей газ становить основу атмосфери деяких планет (Юпітер, Титан, Сатурн).

Отримання метану в домашніх умовах

Для отримання зазначеного газу необхідно взяти трохи грунту з дна болота і помістити її в банку, після чого залити водою. Далі посуд щільно закупорюють і поміщають тепле і темне місце. Через кілька днів на поверхні води ви помітите поява дрібних бульбашок. Газ з банки можна відвести за допомогою газовідвідної трубочки.

Отримання метану в лабораторних умовах

Як правило, його синтезують з ацетату натрію при реакції Дюма. У суху пробірку вносять 10 г суміші, яка складається з однієї частини ацетату натрію і двох частин натронной вапна (насичений розчин гідроксиду натрію з оксидом кальцію в співвідношенні 1: 1). Пробірку закривають пробкою з газовідвідною трубкою і закріплюють у штативі. Суміші нагрівають. Слід зазначити, що спочатку нагрівають пробірку, а потім - суміш. Метан, який утворюється при цьому, спочатку опускається в пробірку з водою, потім по черзі в пробірки, заповнені розчинами перманганату калію і йоду з йодидом калію.

Метан утворюється внаслідок термічного гідролізу ацетату натрію лугом:

ацетат натрію + гідроксид натрію - метан + карбонат натрію

Отримання етилену з метану

Етилен - важлива сировина для отримання полістиролу і поліетилену. Сучасні промислові методи отримання етилену засновані на Парофазний крекінгу легких фракцій нафти. Перспективною альтернативою зазначеного методу може стати виробництво етилену з метану. На відміну від нафти, природний газ, основним структурним компонентом якого є СН4, розглядається як поновлюване джерело сировини. У даному випадку реакція проходить при температурі 500-9000 градусів у присутності О2 і оксидів марганцю або кадмію. Отримані гази поділяються за допомогою абсорбції, глибоким охолодженням, а також ректифікацією під тиском.

У лабораторних умовах етилен отримують методами дегідратації етанолу і дегідрування етану. Отриманий етилен можна використовувати для синтезу етанолу, поліетилену, етилбензолу, вінілхлориду, антифризів (речовини, які зменшують температуру замерзання води в моторах) та інших органічних сполук. У медицині та ветеринарії етилен використовується як наркотичний засіб, в рослинництві - для прискорення дозрівання плодів (апельсини, лимони, помідори, банани, грейпфрути і т.д.).

Застосування метану

Крім того, що метан - це цінне паливо, він ще є сировиною для отримання метилового спирту, хлороформу, формальдегіду, пластичних мас і т.д. З метану синтезують ацетилен і інші сполуки.