Получение метана в домашних и лабораторных условиях

Метан – бесцветный газ, который горит голубым пламенем, основной структурный компонент природных (77-90%) и попутных газов, взрывоопасен.

Получение метана

Указанный газ образуется вследствие метанового, а также других видов брожения разных органических соединений под воздействием бактерии Cellulosae metanicus:

(С6Н10О5)н+нН2О – 3нСН4+3нСО2.

Метан иногда называют болотным газом, поскольку он образуется при метановом брожении органических веществ на дне природных водоемов. Кроме того, метан образуется в преджелудках жвачных и кишечнике животных при брожении растительного корма. Огромное количество метана здесь образуется при патологиях – атонии преджелудков, токсической диспепсии, кормлении недоброкачественными кормами.

Метан составляет треть общей массы преджелудков. При гниении навоза сельскохозяйственных животных образуется большое количество метана, который с помощью специальных установок используют для отопления животноводческих помещений.

Получение метана посредством термической переработки нефти, природных газов, коксирования и гидрирования каменного угля (27–38 %) дает значительные объемы. Этот газ составляет основу атмосферы некоторых планет (Юпитер, Титан, Сатурн).

Получение метана в домашних условиях

Для получения указанного газа необходимо взять немного почвы со дна болота и поместить ее в банку, после чего залить водой. Далее посуду плотно закупоривают и помещают теплое и темное место. Через несколько дней на поверхности воды вы заметите появление мелких пузырьков. Газ из банки можно отвести при помощи газоотводящей трубочки.

Получение метана в лабораторных условиях

Как правило, его синтезируют из ацетата натрия при реакции Дюма. В сухую пробирку вносят 10 г смеси, которая состоит из одной части ацетата натрия и двух частей натронной извести (насыщенный раствор гидроксида натрия с оксидом кальция в соотношении 1:1). Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и закрепляют в штативе. Смеси нагревают. Следует отметить, что сначала нагревают пробирку, а потом - смесь. Метан, который образуется при этом, сначала опускается в пробирку с водой, потом по очереди в пробирки, заполненные растворами перманганата калия и йода с йодидом калия.

Метан образуется вследствие термического гидролиза ацетата натрия щелочью:

ацетат натрия + гидроксид натрия – метан + карбонат натрия

Получение этилена из метана

Этилен – важное сырье для получения полистирола и полиэтилена. Современные промышленные методы получения этилена основаны на парофазном крекинге легких фракций нефти. Перспективной альтернативой указанному методу может стать производство этилена из метана. В отличие от нефти, природный газ, основным структурным компонентом которого является СН4, рассматривается как возобновляемый источник сырья. В данном случае реакция проходит при температуре 500-9000 градусов в присутствии О2 и оксидов марганца или кадмия. Полученные газы разделяются с помощью абсорбции, глубоким охлаждением, а также ректификацией под давлением.

В лабораторных условиях этилен получают методами дегидратации этанола и дегидрирования этана. Полученный этилен можно использовать для синтеза этанола, полиэтилена, этилбензола, винилхлорида, антифризов (вещества, которые уменьшают температуру замерзания воды в моторах) и других органических соединений. В медицине и ветеринарии этилен используется как наркотическое средство, в растениеводстве – для ускорения созревания плодов (апельсины, лимоны, помидоры, бананы, грейпфруты и т.д.).

Применение метана

Кроме того, что метан – это ценное топливо, он еще является сырьем для получения метилового спирта, хлороформа, формальдегида, пластических масс и т.д. Из метана синтезируют ацетилен и другие соединения.