Як з вуглецю отримати метан


 

Метан — найпростіший вуглеводень. Його хімічна формула — СН4. Він набагато легший за повітря, майже не розчиняється у воді, представляє собою безбарвний газ, не має запаху. Знаходить широке застосування — як паливо, як сировину для виробництва багатьох органічних речовин, таких, як ацетилен, метанол, формальдегід і т.д. Метан можна отримати різними способами, в тому числі з вуглецю.



Інструкція

  1. Перед вами стоїть завдання: отримати вуглець з метану. Сама формула метану може підказати подальші дії. Що треба зробити, щоб з речовини С отримати СН4? Зрозуміло, приєднати до вуглецю водень. Тобто провести реакцію гідрування. Вона буде протікати за формулою: С + 2Н2 = СН4
  2. Як це можна зробити? Просто так при нормальних умовах така реакція не протікає. Для цього потрібні особливі умови. Метан з вуглецю одержують одним із двох способів:

    — або в полум’я так званої «електричної дуги» в атмосфері водню. Реакція йде при температурі близько 1200 градусів;

    — або при більш низькій температурі (близько 400 — 500 градусів) і підвищеному тиску. При цьому як ініціатора та прискорювача реакції використовується нікелевий каталізатор.
      


  3. Легко можна зрозуміти, що в лабораторній практиці отримати метан з вуглецю надзвичайно важко. Тому в лабораторіях застосовують інші методи отримання метану, наприклад, шляхом впливу води на карбід алюмінію, або при сплаві їдкого натра з ацетатом натрію. Та й у промислових умовах синтезувати метан з вуглецю нерентабельно. Такі способи отримання метану становлять чисто академічний інтерес.
  4. Як не дивно це може прозвучати, але найефективніший спосіб отримання метану з вуглецю — за допомогою так званих «природних біологічних реакторів». Іншими словами, величезна кількість метану утворюється в шлунково-кишковому тракті травоїдних тварин, в процесі перетравлювання їжі, з допомогою бактерій і ферментів, що відіграють роль каталізатора. Складні проміжні процеси в підсумку зводяться до тієї ж самої схемою реакції: С + 2Н2 = СН4

Зверніть увагу

По-іншому метан часто називається болотним газом, а також копальневим газом, так як в достатку утворюється і при гнитті рослинності в стоячій воді, і в товщі вугільних пластів, при повільному перетворенні вуглецю без доступу повітря. Саме тому випадкове розтин порожнини вугільного пласта, що містить метан, загрожує вибухом. При роботі в шахтах, необхідно суворо дотримуватись заходів безпеки!