Как из углерода получить метан
- Метан: свойства и применение
- Получение метана из углерода
- Способы получения метана
- Получение метана в лабораторной практике и промышленности
- Природные биологические реакторы и образование метана
- Предостережение и меры безопасности
Метан: свойства и применение
Метан, простейший углеводород с химической формулой СН4, является бесцветным газом без запаха. Он легче воздуха и практически не растворяется в воде. Метан находит широкое применение, используется как топливо и сырье для производства органических веществ, таких как ацетилен, метанол, формальдегид и другие.
Получение метана из углерода
Для получения метана из углерода необходимо провести реакцию гидрирования, то есть присоединить к углероду водород. Формула реакции выглядит следующим образом: С + 2Н2 = СН4. Однако такая реакция не протекает при нормальных условиях, требуются особые условия.
Способы получения метана
Метан из углерода можно получить двумя способами. Первый способ – это проведение реакции в пламени "электрической дуги" в атмосфере водорода при температуре около 1200 градусов. Второй способ – это реакция при более низкой температуре (400-500 градусов) и повышенном давлении с использованием никелевого катализатора.
Получение метана в лабораторной практике и промышленности
В лаборатории метан из углерода получить чрезвычайно трудно, поэтому применяются другие методы, такие как воздействие воды на карбид алюминия или сплавление едкого натра с ацетатом натрия. В промышленных условиях синтез метана из углерода также нерентабелен, и поэтому такие способы получения метана имеют чисто академический интерес.
Природные биологические реакторы и образование метана
Самый эффективный способ получения метана из углерода – это использование "природных биологических реакторов". Травоядные животные в желудочно-кишечном тракте образуют огромное количество метана в процессе переваривания пищи. Бактерии и ферменты играют роль катализатора в этом процессе. В итоге, сложные промежуточные процессы приводят к реакции: С + 2Н2 = СН4.
Предостережение и меры безопасности
Метан также известен как болотной газ или рудничный газ, так как он образуется при гниении растительности в стоячей воде и в угольных пластах при медленном превращении углерода без доступа воздуха. Поэтому случайное вскрытие полости угольного пласта, содержащей метан, может привести к взрыву. При работе в шахтах необходимо строго соблюдать меры безопасности.