Как из метана получить ацетилен

Для того чтобы из метана получить ацетилен, необходимо провести реакцию дегидрирования. Прежде чем приступать к ее рассмотрению, проанализируем некоторые особенности углеводорода.

Характеристика ацетилена

Это газообразное вещество, являющееся первым представителем класса непредельных углеводородов (алкинов). Оно легче воздуха, плохо растворимо в воде. Молекулярная формула С₂Н₂, общая для всего класса СпН₂п-2. Ацетилен считается активным химическим веществом, к тому же весьма взрывоопасным. Для того чтобы избежать чрезвычайных ситуаций, его хранят в герметичных стальных емкостях, добавляя к нему древесный уголь.

Получение из алканов

При разложении метана получен ацетилен. Данная химическая реакция осуществляется с использованием катализатора, происходит при повышенной температуре. Исходным веществом выступает первый представитель класса парафинов. При дегидрировании, помимо ацетилена, образуется водород.

Отвечая на вопрос о том, как из метана получить ацетилен, уравнение реакции представим в виде:

2СН4=С2Н2+3Н2

Карбидный способ

Можно из метана получить ацетилен или в качестве исходного вещества взять карбид кальция. Процесс протекает при обычных условиях. При взаимодействии карбида кальция с водой образуется не только ацетилен, но и гидроксид кальция (гашеная известь). Признаками протекания химического процесса будет выделение газа (шипение), а также изменение окраски раствора при добавлении фенолфталеина на малиновый цвет.

При применении в качестве исходного вещества технического карбида, имеющего различные примеси, в процессе взаимодействия наблюдается неприятный запах. Он объясняется присутствием в продуктах реакции таких ядовитых газообразных веществ, как фосфин, сероводород.

Крекинг нефтепродуктов

В настоящее время можно не только из метана получить ацетилен. Основным промышленным методом производства этого представителя алкинов считается крекинг (расщепление) углеводородов. Если из метана получить ацетилен, то энергетические затраты будут минимальными. Помимо недорогого и доступного сырья, такая технология привлекает производителей углеводородного сырья простотой технологического оборудования, применяемого в процессе дегидрирования метана.

Существует два варианта проведения подобного химического процесса. Первый способ базируется на пропускании метана через электроды, раскаленные до 1600 градусов по Цельсию. Технология предполагает резкое охлаждение полученного продукта. Второй вариант дегидрирования метана с получением ацетилена предполагает применение энергии, которая образуется при частичном горении этого алкина.

Баллоны, в которых содержится ацетилен, не могут комплектоваться бронзовыми вентилями, так как в составе бронзы содержится медь. Взаимодействие данного металла с ацетиленом сопровождается получением взрывоопасной соли.

Заключение

Ацетилен применяют в настоящее время в различных производственных областях. Он является ценным сырьем для синтеза этанола, пластмасс, каучуков, уксусной кислоты. Востребован этот представитель класса алкинов при резке и сварке металлов, в качестве яркого света в индивидуальных светильниках.

На базе ацетилена осуществляется синтез взрывчатых веществ, применяемых в виде детонаторов. В реакции окисления этого алкина в кислороде воздуха наблюдается сильное пламя. Не меньшую ценность имеет в химической промышленности и метан. Помимо применения его в качестве исходного вещества для производства ацетилена, он в больших количествах потребляется в качестве природного углеводорода в топливной промышленности. При его сгорании выделяется существенное количество теплоты.